सोडियम हाइड्रॉक्साइड कैसे तैयार करें?

मैं। सामग्री का सारांश

सोडियम हाइड्रॉक्साइड, जिसे सामान्यतः कॉस्टिक सोडा, लाइ (lye) या सोडियम हाइड्रॉक्साइड के रूप में भी जाना जाता है, आधुनिक उद्योग के लिए आवश्यक कच्चा और मूलभूत रासायनिक पदार्थ है। भौतिक अवस्था: शुद्ध पदार्थ सफेद, पारदर्शी क्रिस्टलीय ठोस के रूप में पाया जा सकता है, जो अत्यधिक हाइग्रोस्कोपिक होता है। उद्योग में इसे अक्सर फ्लेक्स (चिप्स), गांठों, टुकड़ों के रूप में या सांद्रता वाले घोल (रसदार कॉस्टिक) के रूप में वितरित किया जाता है। रासायनिक विशेषताएं: मुख्य विशेषताएं प्रबल क्षारीयता और प्रबल संक्षारक प्रभाव है। यह जल में अत्यधिक घुलनशील है तथा बहुत अधिक ऊष्मा उत्पन्न होती है। यह अम्लों के साथ सक्रिय रूप से अभिक्रिया करता है (उदासीनीकरण); यह वसा का साबुनीकरण करता है, प्रोटीन को घोलता है तथा कई धातुओं (एल्यूमिनियम, जस्ता आदि) के साथ-साथ कांच और सिरेमिक के साथ भी तीव्र अभिक्रिया करता है।

द्वितीय. उत्पादन TE chnology

सोडियम हाइड्रॉक्साइड का उत्पादन पूरे विश्व में लगभग सदैव क्लोरीन उत्पादन के साथ-साथ ही किया जाता है, और इन दोनों को अक्सर क्लोर-एल्काली उद्योग के रूप में संदर्भित किया जाता है। यह एक संतृप्त खारे (NaCl घोल) के विद्युत अपघटन पर आधारित है, जहाँ एनोड पर क्लोरीन गैस (Cl2) बनती है, और कैथोड पर सोडियम हाइड्रॉक्साइड और हाइड्रोजन गैस (H2) बनती है। सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रियाएँ कैथोड कक्ष अलगाव तकनीक पर निर्भर करती हैं, और इनमें शामिल हैं:

1.डायफ्राम सेल:

सिद्धांत: यह एनोड और कैथोड कक्षों के बीच एक सूटी एस्बेस्टस (या संशोधित डायाफ्राम) का उपयोग करता है। एनोड कक्ष में खारा भर जाता है; निःशेषित खारा डायाफ्राम के माध्यम से कैथोड कक्ष में जाता है, जहाँ क्लोरीन और उदासीन खारे से हाइड्रोजन और NaOH निकलता है। कैथोड उत्पाद NaOH, NaCl और पानी का मिश्रण होता है। विशेषताएँ: फैशनेबल रूप से मध्य-आयु प्रौद्योगिकी, कम पूंजी। लेकिन उत्पादित कॉस्टिक लिकर में कम सांद्रता (लगभग 10-12%) और नमक की अधिक मात्रा होती है, इसलिए वाष्पीकरण, सांद्रता और नमक के पृथक्करण की आवश्यकता होती है जिसमें ऊर्जा खपत अधिक होती है। एस्बेस्टस से बने डायाफ्राम में पर्यावरण और स्वास्थ्य जोखिम होते हैं, और धीरे-धीरे इसका स्थान अन्य विकल्पों द्वारा लिया जा रहा है।

2. आयन विनिमय झिल्ली सेल:

सिद्धांत: दो कक्षों को अलग करता है, एक अत्यधिक चयनात्मक धनायन विनिमय झिल्ली के साथ। यह झिल्ली एनोड कक्ष में Na आयनों (Na+) के कैथोड कक्ष की ओर प्रवासन को सुगम बनाती है, लेकिन OH- के वापस प्रवासन और Cl- की गति को रोकती है। उपयोग किए जाने वाले ब्राइन उच्च शुद्धता वाले होते हैं और इन्हें एनोड कक्ष में मिलाया जाता है तथा कैथोड कक्ष में शुद्ध जल (या तनु कॉस्टिक) मिलाया जाता है। उत्पाद उच्च-सांद्रता (32-35% तक) वाला कैथोलाइट (NaOH घोल) और एनोलाइट (उच्च शुद्धता वाला NaCl ब्राइन) होते हैं। गुण: उच्च गुणवत्ता, उच्च सांद्रता और उच्च शुद्धता वाला NaOH उत्पाद (बहुत कम नमक सामग्री)। ऊर्जा की कम खपत: वाष्पीकरण और सांद्रता में आवश्यक ऊर्जा में काफी कमी आती है। पर्यावरण: एस्बेस्टस द्वारा प्रदूषण की सभी संभावनाओं को खारिज कर देता है; इसकी सीलिंग का एक बड़ा हिस्सा उच्च गुणवत्ता वाला होता है, इसलिए रिसाव बहुत कम होता है। उच्च दक्षता: उच्च धारा दक्षता, स्थिर कार्य। स्थिति: आज विश्व भर में नए और प्रमुख क्लोर-एल्काली सुविधाओं की यह प्राथमिकता वाली तकनीक है।

3. मरकरी सेल

सिद्धांत: यह कैथोड प्रकार है, जिसमें पारा प्रवाहित होता है। Na+ आयन पारा कैथोड पर उत्पन्न होते हैं और सोडियम अमलगम बनाते हैं, जो इलेक्ट्रोलाइज़र से बाहर निकल जाता है और एक डिकंपोज़र में उच्च सांद्रता वाले NaOH और H2 में परिवर्तित हो जाता है, जिसमें पानी डाला जाता है। विशेषताएं: यह उच्च सांद्रता और उच्च शुद्धता वाले तरल कॉस्टिक के निर्माण की क्षमता रखता था। हालांकि, पारा के साथ प्रदूषण का उच्च जोखिम मौजूद है, जो पारिस्थितिक तंत्र और मानव कल्याण के लिए गंभीर खतरे पैदा करता है, जो मुख्य नुकसान के रूप में कार्य करता है। आजकल, स्थिति: भूमि पर इस प्रक्रिया को असहनीय पर्यावरणीय खतरों के कारण काफी हद तक समाप्त कर दिया गया है, और एक हिस्सा झिल्ली प्रक्रिया में परिवर्तित हो गया है।

III. सारांश

आयन विनिमय झिल्ली आधुनिक मुख्यधारा है: इसके उत्कृष्ट तकनीकी-आर्थिक और पर्यावरणीय गुणों ने वर्तमान समय में क्लोर-एल्काली निर्माण में बाजार पर अपना प्रभुत्व कायम कर रखा है, जो सबसे अधिक उत्पादक-उन्नत उत्पादकता है। मौलिक रूप से आगे बढ़ने का मार्ग उचित रूप से 'ग्रीन मैन्युफैक्चरिंग' (हरित निर्माण) कहलाता है: सबसे भारी प्रदूषकों (जैसे पारा सेल) को सेवानिवृत्त करना, पारंपरिक प्रक्रियाओं को सुधारना (जैसे डायाफ्राम में एस्बेस्टस का स्थान बदलना), और ऊर्जा और सामग्री दक्षता के नए स्तरों तक झिल्ली और इलेक्ट्रोलाइज़र डिज़ाइन को सुविचारित करना उद्योग में व्यापक सहमति है।