RELATÓRIO DE TPI - NaOH

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ETEC CÔNEGO JOSÉ BENTO
BANCADA 1/TURMA B 3°ETIM - QUÍMICA
PRODUÇÃO EM PEQUENA ESCALA DE HIDRÓXIDO DE SÓDIO POR CAUSTIFICAÇÃO
MAGNO ANTÔNIO
MAXWELL TRUYTS
PEDRO HERIQUE
RENAN PEREIRA
YALISTER KIKUCHI
JACAREÍ
2021
MAGNO ANTÔNIO
MAXWELL TRUYTS
PEDRO HERIQUE
RENAN PEREIRA
YALISTER KIKUCHI
PRODUÇÃO EM PEQUENA ESCALA DE HIDRÓXIDO DE SÓDIO POR CAUSTIFICAÇÃO
JACAREÍ
2021
SUMÁRIO
1.	Introdução	4
1.1.	Obtenção da soda	4
1.2.	Outros métodos	4
1.3.	Usos da Soda	5
2.	Objetivos	6
3.	Materiais e Reagentes	7
4.	Procedimento em microescala	8
4.1.	Controle analítico	9
4.1.1.	Determinação do Teor	9
4.1.2.	Teste de pH	9
5.	Discussão de Resultados	10
6.	Conclusão	14
Referências	15
Introdução
Obtenção da soda
Para obtenção da soda, foi utilizado um método industrial em pequena escala, método esse demonstrado pela seguinte equação:
2 Na2CO3 + CaO + 2 H2O 4 NaOH + CaCO3 + CO2
O método consiste em aquecer a reação e agitá-la por um período de uma hora, que após isso, será decantada sobrando um precipitado composto por Carbonato de Cálcio e uma Soda caustica diluída. A solução então é aquecida a fim de eliminar toda a água presente, restando apenas o solido branco.
Outros métodos
O processo Solvay, também designado por processo amónia-soda, foi desenvolvido em 1881 pelo químico belga Ernest Solvay (1838-1922). Consiste num método industrial de produção de carbonato de sódio (Na2CO3) a partir de carbonato de cálcio (CaCO3), de cloreto de sódio (NaCl) e de amoníaco (NH3).
O processo começa quando se realiza o aquecimento de carbonato de cálcio (calcinação), formando-se óxido de cálcio (CaO) e dióxido de carbono (CO2), que é seguidamente borbulhado numa solução de cloreto de sódio em amoníaco e este último converte-se em hidrogeno carbonato de amónio (NH4HCO3).
O hidrogeno carbonato de amónio forma, com o cloreto de sódio, hidrogeno carbonato de sódio (NaHCO3). Quando aquecido, o hidrogeno carbonato de sódio transforma-se em carbonato de sódio, água e dióxido de carbono. O óxido de cálcio, produzindo na primeira reação, é utilizado para voltar a produzir amoníaco a partir de cloreto de amónio. Desta forma, recupera-se sempre a substância mais valiosa, o amoníaco, e apenas se consome sal comum e carbonato de cálcio.
Usos da Soda
Os principais usos da Soda Cáustica (hidróxido de sódio) NaOH são na fabricação de papel, celulose e rayon, alumina, sabões, glicerol, por meio de saponificação das gorduras e detergentes, usado na refinação de petróleo e produtos de petróleo, na regeneração de borracha “velha”, na Metalurgia, na obtenção de compostos de sódio e produção de químicos. Outras aplicações incluem o tratamento de água, alimentos, têxteis, processamento de metais, mineração, fabricação de vidro e outros.
Um dos maiores consumidores de soda cáustica é a indústria de celulose e papel, onde é usado em processos de polpação e branqueamento, o de branqueamento de resíduos de papel e tratamento de água (Ltda., 2021).
Objetivos
- Obter a síntese do Hidróxido de Sódio em escala laboratorial através do método por caustificação para a futura realização da obtenção de Sulfato de Sódio;
- Entender e realizar os procedimentos e cálculos necessários para obter-se a pureza da Soda produzida;
- Analisar e entender outros tipos de métodos para a obtenção da Soda e suas respectivas reações;
Materiais e Reagentes
- Água destilada ou deionizada;
- Balança analítica;
- Bastão de vidro;
- Béquer 250mL (2);
- Bico de Bunsen ou Chapa Aquecedora;
- Carbonato de sódio (Na2CO3 – Barrilha Leve);
- Óxido de Cálcio (CaO – cal virgem);
- Tela de amianto;
- Tripé de ferro;
Procedimento em microescala
- Calcular a quantidade de CaO e Na2CO3 para produzir 50g de NaOH, não esquecendo-se dos teores de pureza dos dois reagentes principais;
- Em um béquer preparar a solução de Na2CO3 e levar ao aquecimento sob agitação até a ebulição branda;
- Em outro béquer preparar uma solução de CaO adicionando aproximadamente 200 mL de água à massa de óxido de cálcio calculada e transferir essa suspensão para o béquer em aquecimento;
- Manter o aquecimento a agitação por 45 minutos a 1 hora. Decorrido este tempo, interromper o aquecimento para um resfriamento até 25 ⁰C incorporando o béquer em água fria;
- Após o resfriamento deixar a solução em repouso, para decantar a CaCO3; · Após decantar, filtrar a solução e levar ao aquecimento, até restar somente NaOH.
Controle analítico
Determinação do Teor
Determinar o teor de pureza do hidróxido produzido por titulação com uma solução de ácido recentemente padronizada (Valor esperado: maior que 50%)
Fórmulas para o cálculo: 
Ou
Equação 1 - Fórmulas de pureza
Onde:
- VHCl: Volume de HCl gasto na bureta;
- MHCl: Molaridade real de HCl;
- mNaOH: Massa de NaOH.
- mreal = Massa real de NaOH obtida;
- mteórica = Massa teórica de NaOH;
Teste de pH
Teste de pH numa solução a 5% de hidróxido em água (Valor esperado: entre 11.5 e 13.5)
Discussão de Resultados
Antes de iniciar o processo, a bancada realizou um cálculo para determinar a quantidade que deveria ser pesada de oxido de cálcio e carbonato de sódio, chegando no valor de 66, 25g de Na2CO3 e 17,5g de CaO.
Não foram observados problemas na secagem da Soda, levando a bancada para a titulação padrão do produto:
Volumes gastos em cada titulação
1º: 1,8mL de HCl;
2º: 1,8mL de HCl;
3º: 1,3mL de HCl;
4º: 1,8mL de HCl;
5º: 1,6mL de HCl;
N° de mols do NaOH
A partir da fórmula do nº de mols, foi possível obter a Massa de Soda em cada titulação:
.
Conclusão
A bancada conseguiu chegar a um resultado de 67,2% de pureza da soda, sendo um resultado satisfatório para um procedimento em experimental em pequena escala. Com este procedimento, a bancada percebeu os desafios da produção industrial de um material químico como o NaOH, sendo o tempo o maior destes desafios.
Referências
Ltda., C. e. (09 de Dezembro de 2021). Barrilha, Sulfato de Sódio, Soda Caustica entre outros. Fonte: Scs.com.br: http://scs.com.br/soda-caustica.php