อุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับโซเดียมคลอไรด์
จัดทาโดย น.ส. สุทธิดา มานะสิการ เลขที่ 4 น.ส. อทิตา อิ่มทอง เลขที่ 5 น.ส. รัตติยา นันธิพานิช เลขที่ 11 น.ส. สุพัชชา มีขา เลขที่ 17 น.ส. สิตนาฏ จันทร์ยิ้ม เลขที่ 19 น.ส. วชิรญาณ์ เสือราบ เลขที่ 22 น.ส. ภวิษย์พร คณาธีระโสภณ เลขที่ 26 น.ส. สมฤทัย เนียมคล้าย เลขที่ 34 ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6/3 ปีการศึกษา 2557/1
การผลิตโซเดียมคลอไรด์
โซเดียม หรือ เกลือแกง สูตรทางเคมี คือ NaCl 1. ผลิตจากน้้าทะเล เรียกว่า เกลือสมุทร 2. ผลิตจากแหล่งเกลือในดิน เรียกว่า เกลือสินเธาว์
การผลิตเกลือสมุทร
การผลิตเกลือสินเธาว์
การผลิตเกลือสมุทรจากน้าทะเล
เริ่มทาช่วงเดือน พฤศจิกายน – พฤษภาคม เรียก ฤดูทานาเกลือ
วิธีการผลิต 1 .ระบายน้าทะเลเข้าสู่วังขังน้าเพื่อให้โคลนตมตกตะกอน 2. ระบายน้าทะเลเข้าสู่นาตากและนาเชื้อ ที่จัดระดับพื้นที่นาให้ลดหลั่น ลงมาเพื่อสะดวกในการขังและระบายน้า 3.เมื่อน้าโดนความร้อนและลมจะระเหย จนเมื่อน้าทะเลเหลือความ ถ่วงจาเพาะ 1.2 ให้ระบายสู่นาปลง
4. NaCl จะตกผลึกและมีปริมาณเพิ่มขึ้น - น้าทะเลที่เหลือจะมีความเข้มข้นของ Mg2+, Cl-, SO42- เพิ่ม ต้อง ระบายน้าจากนาเชื้อเข้าไปเพื่อป้องกันไม่ให้ MgCl2 MgSO4 ตกผลึกปน กับ NaCl
ผลผลิตที่ได้ - ได้ผลผลิต 2.5 – 6 กิโลกรัม ต่อพื้นที่ 1 ตารางเมตร - ได้กุ้ง หอย ปู ปลาที่ติดมากับน้้าทะเล - CaSO4 ในนาเชื้อ
การผลิตเกลือสินเธาว์ วัตถุดิบ - แหล่งเกลือบนผิวดิน - น้าเกลือบาดาล - แร่เกลือหิน หรือ แร่เฮไลต์ (พบมากแถบภาคตะวันออกเฉียงเหนือ)
ผลกระทบ - เกิดการยุบตัวของดินและน้าในแหล่งน้า รั่วหายไป ในโพรงเกลือ - เกิดการปนเปื้อนของเกลือบนพื้นดินและแหล่งน้า ผลกระทบที่เกิดจากการผลิตเกลือ คือ ทาให้ดินเค็ม
การผลิตโซเดียมไฮดรอกไซด์และแก๊สคลอรีน
การผลิตโซเดียมไฮดรอกไซด์และแก๊สคลอรีน ด้วยกระแสไฟฟ้า การผลิตโซเดียมไฮดรอกไซด์และแก๊สคลอรีน อาจได้จากโซเดียม คลอไรด์ โดยอาศัยหลักการของเซลล์อิเล็กโทรไลต์หลังจากการทดลองแยก สารละลายด้วยกระแสไฟฟ้า โดยใช้สารละลาย NaCl อิ่มตัว เป็น สารละลายอิเล็กโทรไลต์ แตกตัวได้ดังนี้ : NaCl (aq) Na+ (aq) + Cl- (aq)
เมื่อผ่านกระแสไฟฟ้าลงไป จะเกิดปฏิกิริยา ดังนี้ ที่เอโนด (+) : 2 Cl- (aq) Cl2 (g) + 2 eโดยแก็สคลอรีนทดสอบด้วยกระดาษลิตมัสสีแดง และสีน้าเงินชื้น จะ เปลี่ยนเป็นสีขาว เพราะ Cl2 (g) ท้าปฏิกิริยากับ H2O ได้ HCl , HClO ซึ่งฟอกจางสี ที่แคโทด (-) : 2 H2O (l) + 2 e2 OH- (aq) + H2 (g) โดยแก็สไฮโดรเจนใช้ก้านธูปที่มีเปลวไฟไปจ่อที่ขั้วลบของแบตเตอรี่ ไฟจะ ดับพร้อมเกิดเสียงดังเป๊าะ และ OH- (aq) จะมีสมบัติเป็น เบส จึงทดสอบได้ เมื่อหยดสารละลายฟีนอฟทาลีน ในสารละลายจะสังเกตเห็นสีชมพูบริเวณขั้ว ลบของแบตเตอรี่ แสดงว่ามี OH- (aq) เกิดขึ้นนั่นเอง
ปฏิกิริยารวม : 2 Cl- (aq) + 2 H2O (l) 2 OH- (aq) + H2 (g) + Cl2 (g) สารละลายที่เหลือจากการแยกสารละลายด้วยกระแสไฟฟ้าจะมี โซเดียมไฮดรอกไซด์ NaOH จาก Na+ (aq) + OH- (aq) NaOH (aq) ดังนั้น เมื่อน้าสารละลายไประเหยจะพบโซเดียมไฮดรอกไซด์ ซึ่งเป็นสารสีขาวเหลืออยู่ในการผลิต NaOH ในอุตสาหกรรมนั้น จะใช้อุปกรณ์ที่ซับซ้อน โดยผ่าน NaCl (aq) อิ่มตัว เข้าไปในเซลล์อิเล็ก โทรไลต์ตลอดเวลา H2 (g) , Cl2 (g) และ NaOH (aq) ที่เกิดขึ้น จะต้องแยกออกจากกัน เพื่อป้องกันการปนเปื้อนของสาร
การผลิตโซเดียมไฮดรอกไซด์ โดยใช้เซลล์เยื่อแลกเปลี่ยนไอออน
การผลิต โซเดียมไฮดรอกไซด์ โดยใช้เซลล์เยื่อแลกเปลี่ยนไอออน cell เยื่อแลกเปลี่ยน ion จัดเป็น cell อิเล็กโทรไลต์ ขั้ว Anode ทาด้วย ไทเทเนียม ขั้ว Cathode ทาจากเหล็ก โดยมีเยื่อแลกเปลี่ยนไอออนที ยอมให้เฉพาะไอออนบวกผ่านได้กั้นอยู่ระหว่างขั้วทั้งสอง เมื่อสารละลาย NaCl ที่บริสุทธิ์และอิ่มตัว เข้าทางด้าน Anode และ ผ่านกระแสไฟฟ้าลงไป
Anode 2 Cl- (aq) Cl2 (g) + 2eCathode 2 H2O (l) + 2 e2 OH- (aq) + H2 (g) Na+ ที่เหลือจากด้าน Anode จะเคลื่อนที่ผ่านเยื่อแลกเปลี่ยนไอออน ไปยัง ขั้ว Cathode รวมตัวกับ OH- เป็น NaOH ข้อดี 1. ไม่เกิดผงฟอกขาว 2. เกลือเจือจางลง เพราะถูกดักไปแล้วส่วนหนึ่ง 3.ได้ NaOH เข้มข้น 4. Cl- เจือปนน้อยลง เมื่อเทียบกับ การผลิตโดยใช้ไดอะแฟรม และ cell ปรอท
การผลิต โซเดียมไฮดรอกไซด์ โดยใช้ไดอะแฟรม มีลักษณะคล้าย cell เยื่อแลกเปลี่ยน ion แต่ต่างกันที่แผ่นกั้น ระหว่างAnode กับ Cathode ยอมให้ทั้ง ion บวก และ ion ลบ ผ่านได้ ซึ่ง Cl- ที่เกิดปฏิกิริยาไม่หมดจะเคลื่อนที่มาทาง Cathode รวมกับ Na+ เป็น NaCl ดังนั้น สารละลาย NaOH ที่ได้จึงมี NaCl ปนในปริมาณมาก
การผลิตโซเดียมไฮดรอกไซด์ โดยใช้เซลล์ ปรอท Cathode Na+(aq) + e- + n Hg(l) NaHgn (aq) Anode 2Cl- (aq) Cl2 (g) + 2eNa/Hg เมื่อผ่านน้าบริสุทธิ์เข้าไป Na จะท้าปฏิกิริยากับน้า ดังสมการ NaHgn (aq) + H2O (l) NaOH (aq) + H2 (g) + n Hg(l) โดย H2 ระเหย , n Hg(l) น้ากลับมาใช้ใหม่ได้ การแยกสารละลาย NaCl ด้วยกระแสไฟฟ้า ได้ผลิตภัณฑ์ คือ H2 (g) , Cl2 (g) , NaOH (aq)
การนาไปใช้ประโยชน์ H2 (g) 1.เตรียมกรด HCl 2.เตรียม NH3 (g) 3.ใช้ในปฏิกิริยาการเติม H2 ในน้้ามันพืช Cl2 (g) 1.ฆ่าเชื้อโรคในน้้าประปา 2.ฟอกสีในเยื่อกระดาษ เส้นใยพืช 3.เป็นวัตถุดิบในการผลิตสารเคมี เช่น พลาสติก สารก้าจัดแมลง สารฟอกขาว CCl4 4.รวมกับแก๊สไฮโดรเจน เป็นกรด HCl NaOH (aq) 1.สบู่ , ผงซักฟอก 2.ผงชูรส 3.ท้ากระดาษ 4.ผลิตโซดาแอช
การผลิตโซดาแอช
ชื่อทางเคมีโซดาแอช : โซเดียมคาร์บอเนต (Na2CO3) กระบวนการผลิตโซดาแอช : กระบวนการโซลเวย์ หรือกระบวนการโซดา แอมโมเนีย วัตถุดิบ : 1.โซเดียมคลอไรด์ (NaCl) 2. แคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3) 3. แก๊สแอมโมเนีย (NH3)
ขั้นตอนการผลิต : 1. น้า CaCO3 (s) มาเผา ได้ CaO (s) และ CO2 (g) 2. น้า CO2 (g) ไปท้าปฏิกิริยากับ NaCl (aq) เข้มข้น และ NH3 (g) ได้ NaHCO3 (s) และ NH4Cl (aq) 3. กรองแยก NaHCO3 (s) ออก แล้วน้าไปเผา ได้ Na2CO3 (s) หรือ โซดาแอช
ผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นแล้วนากลับมาใช้ได้อีก : CO2 (g) จากการเผา NaHCO3 (s) และ CaO (s)จากการเผา CaCO3 (s) เมื่อ น้ามาละลายน้้า จะได้ Ca(OH)2 (aq) และเมื่อ Ca(OH)2 (aq) ท้าปฏิกิริยากับ NH4Cl (aq) จะได้ NH3 (g) กลับมาใช้ในขึ้นตอนที่ 2 อีกครั้ง และเกิด CaCl2(s) น้าไปใช้เป็นใช้เป็นสารดูดความชื้น แต่มีการน้าไปใช้น้อย จึงเกิด ปัญหาในการก้าจัด NaHCO3 (s) ท้าผงฟู NH4Cl (aq) ท้าปุ๋ยเคมี
การเกิดโซดาแอช CaCO3
NaCl+H2O CO2
CaO+CO2
NH3
NaHCO3+NH4Cl H2O
Ca(OH)2 NH4Cl
CaCl2+2H2O+NH3
CO2+Na2CO3+H2O
การผลิตสารฟอกขาว
สารฟอกขาวเป็นสารประกอบประเภทไฮโปคลอไรต์ ใช้ในอุตสาหกรรมการฟอกย้อมเส้นด้าย เยื่อกระดาษ และใช้เป็นสารฆ่าเชื้อโรคในน้า การผลิตสารฟอกขาวมีวิธีการดังนี้ 1. เตรียมแก๊สคลอรีน 2KMnO4(s) + 16HCl(aq)
----------->
2. ผลิตสารฟอกขาว 2NaOH(aq) + Cl2(g)
2KCl(aq) + 2MnCl2(aq) + 8H2O(l) + 5Cl2(g)
----------->
NaOCl(aq) + NaCl(aq) + H2O(l)
หรือ Na2CO3(aq) + Cl2(g)
----------->
NaOCl(aq) + NaCl(aq) + CO2(g)
เมื่อหยดสารละลายในหลอดทดลองบนกระดาษลิตมัสทั้งสีแดงและสีน้าเงิน พบว่ากระดาษ ลิตมัสทั้ง2สีเปลี่ยนเป็นสีขาว แสดงว่า สารละลายNaOClมีสมบัติในการฟอกจางสี สารนี้มี สมบัติในการกัดกร่อนสูง ถ้าใช้ปริมาณมากอาจกัดกร่อนสิ่งที่ต้องการฟอกเสียหายได้ 2Ca(OH)2 (aq) + Cl2(g)
----------->
Ca(OCl)2(s) + CaCl2(aq) + H2O(l)
Ca(OCl)2(s) มีสมบัติในการฟอกจางสีเช่นเดียวกับNaOCl(aq)
ขอบคุณค่ะ