سود پرک، هیدروکسید سدیم جامد یا محلول سود سوزآور، یک ترکیب شناخته شده در صنعت است که همه ما کم و بیش با آن آشنایی داریم. هیدروکسید سدیم برای کاربردهای صنعتی خاص به کار می رود؛ اگرچه این ترکیب را می توان در سایر موارد معمول هم پیدا کرد.
در تولید مواد شیمیایی و محصولات شوینده و بهداشتی، مصرف هیدروکسید سدیم، مقرون به صرفه و اقتصادی است. این مسئله را تحقیقات بارها و بارها به اثبات رسانده اند. استفاده از سدیم هیدروکسید در تولید مواد شیمیایی آلی؛ مصرف در تولید مواد شیمیایی غیر آلی؛ در صنعت کاغذسازی؛ در صنعت خاص مانند استخراج جامد-مایع یا روش های کروماتوگرافی، محلول سود پرک با غلظت معین و استاندارد به کار می رود.
کاربردهای ویژه هیدروکسید سدیم شامل تولید صابون و شوینده ها، آلومینا، سفید کننده ها، مصرف در تصفیه آب، فرآوری منسوجات و سایر کاربردهای جزئی است. این موارد را در قسمت زیر بررسی می کنیم و در ادامه به یکی از کاربردهای هیدروکسید سدیم در تحقیقات و مطالعات علمی می پردازیم.
6 کاربرد مهم از محلول هیدروکسید سدیم
1-کاربرد سود پرک در تهیه انواع صابون ها و شوینده ها
یکی از مهم ترین کاربردهای محلول هیدروکسید سدیم به طور گسترده در صنعت صابون سازی و شوینده ها است. محلول سود پرک در صابون سازی، برای فرآیند صابونی شدن به کار می رود؛ در شرایطی که چربی ها و روغن ها (یا اسیدهای چرب مشتق شده) با ماده قلیایی واکنش داده و صابون تولید می کنند.
فواید و مزایای استفاده از محلول سدیم هیدروکسید در صنعت صابون و مواد شوینده با گذشت زمان، بهتر و بیشتر مشخص شد. فرمولاسیون این محصولات روز به روز، از نظر پیچیدگی و عملکرد، پیشرفت کرد. آنزیم ها، نرم کننده ها و مواد فعال کننده سطح، علاوه بر سود سوزآور در این فرمولاسیون دیده می شوند.
از سدیم هیدروکسید جامد و محلول در ساخت سورفاکتانت های کاتیونی و آنیونی مانند آلکیل بنزن سولفونات های خطی (LAS)، به عنوان جزء قلیایی مواد شوینده، استفاده می شود. سود پرک همچنین در تولید صابون های صنعتی و صابون های خاص مورد استفاده قرار می گیرد. این محصولات شوینده خاص شامل صابون های تمیز کننده اجاق یا فر، تمیز کننده تجهیزات آماده سازی غذا، کف تمیز کننده، تمیز کننده های فلزات و پاک کننده های انواع رنگ است.
2-کاربرد سود پرک در صنعت آلومینا
هیدروکسید سدیم در ساخت اکسید آلومینیوم یا آلومینا (AL2O3) از سنگ بوکسیت در “فرآیند بایر” استفاده می شود. سنگ معدن بوکسیت، مخلوطی از اکسیدهای آلومینیوم، هیدروکسیدها، مواد معدنی، رس و اکسیدهای آهن است.
هنگامی که سنگ معدن در محلول داغ هیدروکسید سدیم حل می شود، آلومینای موجود در بوکسیت حل شده و ناخالصی ها (مانند سیلیس، آهن) به صورت جامد باقی می مانند. این ناخالصی ها که معمولاً “گِل سرخ” نامیده می شوند و با فیلتراسیون قابل جداسازی هستند. محلول آلومینا، خنک شده و هیدروکسید آلومینیوم رسوب می کند، سپس با گرم شدن به اکسید آلومینیوم تبدیل می شود. در ادامه، اکسید آلومینیوم در فرآیند الکترولیتی، به آلومینیوم فلزی تبدیل می شود. هیدروکسید سدیم به طور معمول، بازیابی و بازیافت می شود.
توجه به این نکته مهم است که مقدار مصرف و غلظت محلول سود پرک بر اساس کیفیت سنگ معدن بوکسیت متفاوت است. هرچه مقدار سیلیس بیشتر باشد، مقدار بیشتری هیدروکسید سدیم مورد نیاز است. “کربنات سدیم” می تواند جایگزین هیدروکسید سدیم شود.
3-کاربرد سود پرک در تولید هیپوکلریت سدیم
هیپوکلریت سدیم، یک ترکیب شیمیایی کلر دار است که در فرآیندهای کلر-آلکالی تولید می شود. به طور خاص، برای تولید این ترکیب، روش الکترولیز آب نمک یا مخلوط کلر و هیدروکسید سدیم اجرا می گردد.
هیپوکلریت سدیم در درجه اول در سفید کننده ها به کار می رود؛ این ماده در تصفیه خانه ها برای آب قابل شرب، ماده افزودنی و گندزدا به استخر شنا و ضد عفونی کردن محیط استفاده می شود. سدیم هیپوکلریت برای ضد عفونی سطح، پیشنهاد می شود. اصول ایمنی کار کردن با مواد شیمیایی کلردار را باید هنگام مصرف این ترکیب در موارد مختلف، رعایت کنید.
4-کاربرد سود پرک در صنایع نساجی
محلول سود پرک در بسیاری از فرآیندهای صنعت نساجی استفاده می شود؛ از جمله فرآیندهای مرطوب، رسوب زدایی، تمیز کردن و رنگ آمیزی پارچه های پنبه ای.
در فرآوری مرطوب، پارچه ها با یک حمام شیمیایی، تصفیه می شوند. این کار در واقع، چندین مرحله شستشو و خشک کردن دارد. تغییر در ابعاد و اندازه منسوجات، یک مرحله آماده سازی پارچه در آغاز پردازش به روش مرطوب است؛ در این مرحله، مواد شیمیایی که برای محافظت از پارچه ها اضافه شده بودند، از بین می رود. سپس شستشو باعث افزایش قابلیت جذب پارچه برای مواد شیمیایی سفید کننده می گردد.
این فرآیند باعث افزایش اندازه منافذ منسوجات می شود. در نتیجه، رنگ آمیزی پارچه در مراحل بعدی، آسان تر می شود. همچنین تیمار با سود پرک، برخی از خواص الیاف را بهبود می بخشد.
5-کاربرد سود پرک در تصفیه آب
سود پرک در تصفیه آب و فاضلاب نیز استفاده می شود. در تصفیه آب صنعتی از حجم زیادی هیدروکسید سدیم برای تنظیم PH جریان های پساب استفاده می شود. سدیم هیدروکسید برای تنظیم قلیاییت محیط، حذف فلزات سنگین و تولید هیپوکلریت سدیم معمولاً در یک تصفیه خانه آب استفاده می کنند.
6-هیدروکسید سدیم؛ یک ماده تمیز کننده، ضد عفونی کننده ستون ها در محیط کروماتوگرافی
سود جامد پرک، یکی از اصلی ترین ترکیبات قلیایی مورد استفاده در صنایع شیمیایی است. این ماده اغلب به صورت فله ای در صنعت مصرف می شود. اگر از کاستیک سودا فلیک جامد استفاده شود، باید محلول آبی آن با غلظت معین تهیه گردد و سپس به مصرف برسد؛ محلول ها ارزان تر هستند و کار با آنها راحت تر است. هیدروکسید سدیم محلول و سود پرک جامد همچنین برای تولید نمک های سدیم و مواد شوینده، برای تنظیم pH و سنتز سایر ترکیبات آلی استفاده می شود.
هیدروکسید سدیم برای تجزیه بافت زنده استفاده می شود؛ این فرآیند شامل قرار دادن لاشه حیوانات مرده در یک محفظه مهر و موم شده و سپس افزودن مخلوطی از هیدروکسید سدیم و آب است. این کار در نهایت، بدن جاندار را به مایعی با ظاهری قهوه ای رنگ و پودری تبدیل می کند. تنها ماده جامد موجود در آن پوسته استخوان است که می توان آن را با نوک انگشتان، خرد کرد.
به منظور تثبیت مواد محلول می توان سورفکتانت ها را به محلول سود پرک اضافه کرد. محلول هیدروکسید سدیم به عنوان چربی گیر قدرتمند برای تمیز کردن اجاق های پخت و پز از جنس فولاد ضد زنگ و شیشه استفاده می شود.
هیدروکسید سدیم برای تمیز کردن، ضد عفونی کردن سیستم های کروماتوگرافی به طور گسترده شناخته شده است. مزایای سود پرک به عنوان یک ماده تمیز کننده به صورت زیر است:
- اثر قلیایی قوی
- کم هزینه
- سهولت در شناسایی
- حذف راحت
- در دسترس
ثابت شده است که هیدروکسید سدیم در حذف پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک نیز موثر است. همچنین برای غیر فعال ساختن موارد زیر هم مصرف می شود:
- ویروس ها
- باکتریها
- مخمرها
- قارچ
- برخی سموم
تولیدکنندگان محصولات دارویی و بیولوژیکی معمولاً به تمیز کردن رزین های کروماتوگرافی و سیستم های تصفیه چند منظوره، بسیار توجه می کنند. رزین های مورد استفاده در روش های کروماتوگرافی یا باید حذف شوند یا به اندازه کافی تمیز شوند تا از تکرارپذیری آن در چرخه های بعدی، بتوان اطمینان حاصل کرد.
در طول سال ها، عوامل تمیز کننده متنوعی برای این صنعت پیشنهاد شده است. ماده تمیز کننده جدید برای رزین ها باید با اجزای سیستم نیز سازگار باشد. برای رزین ها، بهترین ماده تمیز کننده، هیدروکسید سدیم است. برای این کار معمولاً محلولی از سود پرک جامد در شرایط خاص تهیه می شود.
هیدروکسید سدیم اغلب به عنوان ماده تمیز کننده صنعتی استفاده می شود. این ماده به آب اضافه می شود، گرم می گردد و سپس برای تمیز کردن تجهیزات، مخازن ذخیره سازی و غیره به کار می رود. همچنین برای تمیز کردن لوله های تخلیه زباله در زهکشی و لوله های خانگی نیز کاربرد دارد.
چرا بازیابی ستون های کروماتوگرافی اهمیت دارد؟
ستون های کروماتوگرافی می توانند در طی یک فرآیند تصفیه توسط انواع مختلف پروتئین و مواد غیر پروتئینی، آلوده شوند.
پیامدهای آلودگی ستون کروماتوگرافی شامل موارد زیر است:
- افزایش فشار برگشتی
- از دست دادن وضوح سیگنال
- تغییر عملکرد محصول
- تغییر متوسط رنگ
آلاینده های رایج ستون های کروماتوگرافی شامل موارد زیر است:
- پروتئین های باقیمانده روی رزین ها در ستون
- ترکیبات پروتئین
- اسیدهای نوکلئیک
- لیپیدها
- ویروس ها
- باکتریها
- مخمر
- قارچ
- سموم
- یون های فلزی
محلول سود پرک برای حذف پروتئین ها از روی رزین ها در ستون
سود پرک به طور گسترده برای از بین بردن پروتئین ها روی رزین های تبادل یونی، ایجاد اثر متقابل آبگریز و محیط ژل-فیلتراسیون استفاده می شود. توانایی هیدروکسید سدیم در حذف پروتئین ها از محیط کروماتوگرافی به عوامل زیر بستگی دارد:
- ماهیت تمام ترکیبات در محیط کروماتوگرافی
- ماهیت نمونه
- عوامل آلاینده
این عوامل ممکن است در کارایی فرآیند تمیز کردن ستون ها توسط هیدروکسید سدیم تداخل ایجاد کنند. اگر چربی ها به پروتئینی متصل شوند، ممکن است غلظت بیشتری هیدروکسید سدیم برای تمیز کاری مورد نیاز باشد.
سود پرک برای حذف اسیدهای نوکلئیک
اسیدهای نوکلئیک می توانند با پیوندی بسیار محکم تر به تبادل کننده های آنیونی در ستون کروماتوگرافی متصل شوند. ترکیب محلول سود پرک و برخی از نمک ها یا اتانول به صورت مخلوط، با توجه به ماهیت اسید نوکلئیک باید به کار رود.
هنگامی که از هیدروکسید سدیم برای ضد عفونی کردن محیط کروماتوگرافی استفاده می شود، توانایی مقاومت در برابر شرایط ضدعفونی کننده، به عوامل زیر بستگی دارد:
- گروه های عاملی
- شیمی ترکیبات متصل به محیط کروماتوگرافی
- پایداری ماتریس پایه در شرایط قلیایی
منابع:
- https://chlorine.americanchemistry.com/Chlorine-Benefits/Economic-Benefits/Specialty-Chemicals.pdf
- https://www.worldofchemicals.com/406/chemistry-articles/sodium-hydroxide-cleaning-sanitization-agent-in-chromatography-media-and-columns.html