Relatório - Produção Industrial da Soda Cáustica

Prévia do material em texto

ETEC CÔNEGO JOSÉ BENTO
BANCADA 4 TURMA A
ANA JÚLIA SILVA MOREIRA
CAUÃ AUGUSTO DO CARMO MOTA
GUILHERME DOS SANTOS SILVA
ISABELLE EDUARDA LAMAS MARIANO
JOÃO GABRIEL DA SILVA
PROCESSO DE PRODUÇÃO DE SODA CÁUSTICA INDUSTRIAL
Jacareí- SP
2019
ETEC CÔNEGO JOSÉ BENTO
BANCADA 4 TURMA A
ANA JÚLIA SILVA MOREIRA
CAUÃ AUGUSTO DO CARMO MOTA
GUILHERME DOS SANTOS SILVA
ISABELLE EDUARDA LAMAS MARIANO
JOÃO GABRIEL DA SILVA
PROCESSO DE PRODUÇÃO DE SODA CÁUSTICA INDUSTRIAL
Relatório apresentado a etec cônego josé bento como exigência da disciplina tecnologia de processos industriais.
Orientador (a): ângela maria dos santos
Jacareí- SP
2019
Sumário
I. INTRODUÇÃO	4
I. I. MÉTODOS MAIS UTILIZADOS INDUSTRIALMENTE	4
II. OBJETIVO	5
III. MATERIAIS E MÉTODOS	5
III. I. FLUXOGRAMA	5
III. II. FISPQ	6
III. III. CÁLCULOS	9
IV. RESULTADOS E DISCUSSÕES	10
V. CONCLUSÃO	10
REFERÊNCIAS	10
I. INTRODUÇÃO
I. I. MÉTODOS MAIS UTILIZADOS INDUSTRIALMENTE
· SODA CÁUSTICA (NaOH)
É um reagente essencial para a produção de diversos produtos químicos orgânicos. Entre as principais aplicações está o branqueamento de papel e celulose, além de ser muito utilizado na indústria química e petroquímica, metalurgia (produção de alumina para a indústria do alumínio), sabão e detergentes, indústria têxtil e de alimentos. 
A soda cáustica é usada na produção de tecidos de algodão para fortalecer as fibras e absorver melhor o tingimento. Estima-se que cerca de 90% do algodão é tratado com soda cáustica. A soda cáustica também apresenta uma série de outras aplicações na indústria de alimentos, como por exemplo, no refino do óleo animal e vegetal, na remoção de ácidos graxos e para descascar batatas, frutas e vegetais. Além disso, é usada na produção de celulose, papel e alumínio. Também, quantidades significativas de soda cáustica são usadas no tratamento de águas residuais municipais e industriais.
· CARBONATO DE SÓDIO (Na2CO3)
O carbonato de sódio apresenta várias aplicações, entre as quais se destacam o uso em limpezas, no controle do pH da água, no tratamento têxtil, vidros e como aditivo alimentar.
O Carbonato de Sódio na forma de sal duplo e hidratado (Na2CO3.NaHCO3.2 H2O), é usado largamente como produtor de detergente e de sabão, devido às suas propriedades alcalinas moderadas, é usado como agente amaciador de água, sendo também uma base para sais de banho.
· ÓXIDO DE CÁLCIO (CaO)
Nas indústrias química e minero-metalúrgicas, suas aplicações abrangem a siderurgia, metalurgia dos não ferrosos, produtos químicos, tratamento de águas e esgotos, papel e celulose, cerâmica produtos alimentícios, tratamento de águas e esgotos tintas, borracha, óleos, reagentes para eliminação do SOx.
I. II OBTENÇÃO 
OBTENÇÃO DO NaOH
O NaOH não existe na natureza, ele é preparado industrialmente pela eletrólise de um solução aquosa de cloreto de sódio (NaCl). No processo são utilizados eletrodos inertes, sendo produzidos gás cloro (Cl2) no eletrodo positivo e gás hidrogênio (H2) no eletrodo negativo. (Ribeiro, 2019)
2NaCl(aq) + 2H2O(l) → 2 NaOH(aq) + Cl2(g) + H2(g)
É um composto reativo, e reage com ácidos (orgânicos e inorgânicos) formando sal e água.
2 NaOH(aq) + H2SO4(aq) → Na2SO4(s) + 2 H2O(l)
CH3COOH(l) + NaOH(aq) → CH3COONa(s) + H2O(l)
Reage de forma violenta com metal alumínio, formando gás hidrogênio.
2Al(s) + 2NaOH(aq) + 2H2O(l) → 2NaAlO2(s) + 3 H2(g)
Reage com óxidos ácidos produzindo sal e água.
SiO2(s) + 2 NaOH(aq) → Na2(SiO3)(s) + H2O(l)
OBTENÇÃO DO CaO
O CaO é obtido a partir do sal carbonato de cálcio (CaCO3), presente no calcário, em um reação chamada de decomposição térmica ou calcinação,onde ocorre a formação do óxido e de gás carbônico, conforme reação a seguir:
CaCO3 (s) → CaO (s) + CO2 (g)
O calcário pode ser proveniente de rochas, sedimentos e dependendo do tipo dará origem a cal com diferentes qualidades, uma vez que esses depósitos apresentam diferentes teores de CaCO3. (Carvalho,2017)
Um das principais aplicações do CaO é na obtenção de cal hidratada (Ca(OH)2), utilizada na construção civil. A reação a seguir, é o que acontece quando vemos em uma obra o pedreiro jogando água em cima do cimento. (Carvalho,2017)
CaO (s) + H2O (l) → Ca(OH)2 (aq)
Ao adicionar água tem-se uma reação de hidratação formando a cal hidratada que é utilizada nas argamassas para alvenaria. Essa reação é exotérmica, ou seja, libera calor (15,3 Kcal/mol), por isso vemos um vapor saindo quando o cimento é molhado. O seu processo de endurecimento ocorre em função da absorção de gás carbônico do ar, que transforma a cal hidratada em carbonato de cálcio.(Carvalho,2017)
Ca(OH)2 (s) + CO2(g) → CaCO3(s) + H2O(l)
OBTENÇÃO DO CaCO3
 Processo no qual o licor de cloreto de cálcio, subproduto industrial comum, é tratado com carbonato de sódio ou solução de carbonato de amônio, precipitando o carbonato de cálcio. (Lopes, 2018) 
CaCl2   + (NH4)2CO3      à   CaCO3  +   2NH4Cl
CaCl2   +  Na2CO3       à     CaCO3    + NaCl
    Os reagentes, introduzidos em reatores  de desenho especial, produzem carbonatos de alta pureza. (Lopes, 2018) 
II. OBJETIVO
Preparar o hidróxido de sódio pelo método industrial em microescala.
III. MATERIAIS E MÉTODOS
III. I. FLUXOGRAMA
III. II. FISPQ 
FISPQ DO HIDRÓXIDO DE SÓDIO (NaOH)
	Grupo:
	INORGÂNICO
	Fórmula:
	NaOH
	Estado Físico:
	Sólido
	Cor:
	Branco
	Odor:
	Inodoro
	Massa Molar:
	40 g/mol
	Ponto de Ebulição:
	1388º C
	Ponto de Fusão:
	323º C
	Ponto de Fulgor:
	0º C
	Solubilidade:
	74 g/L
	Densidade:
	1,01 g/mL (20°C)
	
Diamante de
Hommel:
	
FISPQ DO ÓXIDO DE CÁLCIO (CAO)
	Grupo:
	INORGÂNICO
	Fórmula:
	CaO
	Estado Físico:
	Sólido
	Cor:
	Branco
	Odor:
	Inodoro
	Massa Molar:
	56,0774 g/mol
	Ponto de Ebulição:
	Não aplicável (sublimado)
	Ponto de Fusão:
	1975°C
	Ponto de Fulgor:
	Não inflamável
	Solubilidade:
	0,0016 g/L (29ºC)
	Densidade:
	5,61 g/cm3 (20º C)
	
Diamante de
Hommel:
	
FISPQ DO CARBONATO DE SÓDIO (Na2CO3)
	Grupo:
	INORGÂNICO
	Fórmula:
	Na2CO3
	Estado Físico:
	Sólido
	Cor:
	Branco
	Odor:
	Inodoro
	Massa Molar:
	105.99 (g/mol)
	Ponto de Ebulição:
	1600 ºC
	Ponto de Fusão:
	858.10 ºC
	Ponto de Fulgor:
	0 °C
	Solubilidade:
	96.5 g/L
	Densidade:
	2,54 g/cm³
	
Diamante de
Hommel:
	
III. III. CÁLCULOS
CaO + 2Na2CO3 4NaOH + CaO + 4NaOHMassa Molar:
NaOH: 23 +16 +1= 40 MM
CaO: 40 +16= 56 MM
Na2CO3: 23x2 +12+ 16x3= 106 MM
106x2= 212 M
56 M 212 M ----- 160 M ---- 56 M ---- 160 M 
 X -------- 10g -------- X ------ 50g 
 X= 13,25 g X= 3,5g X=17,5g
0,2 = 13,25 g m = 66,25
m m = 66,25 – 13,25 = 53g água
200mL ------- 17,5g CaO
X ------------ 3,5g X = 40mL
HCl + NaOH NaCl + H2O
Cálculo do HCl 0,1 N
N = m x X 0,1 = m x X m = 0,965 g
MM x V 36,5 x 01
D = m 1,16 = 0,365 V = 0,314mL
V 1,16
IV. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Na titulação, não houve neutralização em nenhuma das soluções da triplicata. Acredita-se que isso ocorreu devido à validade dos reagentes, que há muitos anos estavam vencidos. Porém, entrou-se em consenso de que a realização das etapas do procedimento foi realizada corretamente.
V. CONCLUSÃO
A soda cáustica é um reagente extremamente importante para processos como o branqueamento de papel e celulose,além de ser muito utilizado na indústria química e petroquímica, metalurgia. Por meio dos procedimentos realizados em laboratório, percebemos a importância da qualidade dos reagentes e da precisão no procedimento para que a soda caustica seja produzida corretamente, pois sua aplicação é muito vasta, o que interfere em diversas áreas. Os experimentos não obtiveram o resultado esperado, mas por meio disso foi possível conhecer sobre a soda caustica e sua utilização.
REFERÊNCIAS
· MÉTODOS MAIS UTILIZADOS INDUSTRIALMENTE
SOUZA, Líria Alves de. "Hidróxido de Sódio"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/hidroxido-de-sodio.htm. Acesso em 26 de fevereiro de 2020
SOUZA, Líria Alves de. "Carbonato de Sódio"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/carbonato-de-sodio.htm. Acesso em 27 de fevereiro de 2020.
Atkins, P. W.; Jones, Loretta . Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente, volume único. 3. ed. Porto Alegre: Bookman, 2006.
Tito e Canto. Química na Abordagem do Cotidiano. Volume único, parte A – Química Geral e Inorgânica. Editora Saraiva 2005
· OBTENÇÃO DOS REAGENTES
RIBEIRO, Carlos da Silva “Produção de NaOH”. Disponível em: https://www.infoescola.com/compostos-quimicos/soda-caustica/. Acessado em: 29/02/2020
CARVALHO, Diogo “Produção de Oxido de Cálcio”. Disponível em: https://www.infoescola.com/quimica/oxido-de-calcio/. Acessado em: 29/02/2020
LOPES, Caio “Produção de Carbonato de Cálcio”. Disponível em: https://docs.ufpr.br/~gazda/cao.htm. Acessado em: 29/02/2020