شستشوی اتانول در روش تولید قلیایی هو برای خاکستر سودا با کیفیت بالا

سودا چیست و چه کاربردها و خواصی دارد؟
روش تولید قلیایی هو چیست و اصول و مراحل آن چیست؟
مشکلات روش تولید قلیایی هو چیست و چگونه می توان آنها را حل کرد؟
اتانول چیست و چه ویژگی ها و مزایایی دارد؟
نحوه شستشوی سودا با اتانول، به چه شرایط و عواملی باید توجه کرد؟
شستشوی سودا با اتانول چه تاثیری دارد و فواید و اهمیت آن چیست؟
 

اجازه دهید اینها را به تفصیل معرفی کنم:

خاکستر سودا یک پودر جامد سفید رنگ با فرمول شیمیایی Na{0}}(2)CO_(3) است که از سدیم (Na) و کربنات (CO_) تشکیل شده است. 3)). خاکستر سودا یک ماده قلیایی است که با مواد اسیدی واکنش داده و نمک و آب تولید می کند. خاکستر سودا می تواند در آب حل شود و یک محلول قلیایی تشکیل دهد. خاکستر سودا کاربردهای فراوانی دارد، مانند صابون، شیشه، مواد شوینده، رنگ، کاغذ، سرامیک و غیره. سودا نیز یک ماده خام صنعتی مهم است. می توان از آن برای ساخت ترکیبات سدیم مانند بی کربنات سدیم (جوش شیرین)، هیدروکسید سدیم (سودا سوزآور)، پراکسید سدیم (سفید کننده) و غیره استفاده کرد.

روش تولید سودا روشی است که از واکنش آهک (CaO) و کلرید سدیم (NaCl که به نمک خوراکی نیز معروف است) برای تولید خاکستر سودا استفاده می‌کند. اصل آن این است که آهک و نمک در آب واکنش می دهند و هیدروکسید کلسیم (Ca(OH)(2)) و کلرید کلسیم (CaCl(2)) تولید می کنند. هیدروکسید کلسیم یک پایه قوی است که می تواند با دی اکسید کربن (CO{2}}(2)) موجود در هوا واکنش داده و کربنات کلسیم (CaCO_(3)) و آب تولید کند. کربنات کلسیم یک رسوب سفید رنگ است که در آب نامحلول است. می توان آن را فیلتر و خشک کرد تا خاکستر سودا به دست آید. مراحل روش ساخت قلیایی هو به این صورت است که ابتدا آهک و نمک را به نسبت معینی به آب اضافه کرده و یکنواخت هم می زنیم و اجازه می دهیم تا کاملاً واکنش دهند. سپس محلول واکنش فیلتر می شود تا آهک و نمک واکنش نداده حذف شود تا محلولی شفاف حاوی کلرید کلسیم به دست آید. سپس این محلول را در مکانی تهویه شده قرار دهید و اجازه دهید با دی اکسید کربن موجود در هوا تماس پیدا کند تا رسوب کربنات کلسیم تشکیل شود. در نهایت، رسوب فیلتر شده و خشک می شود تا خاکستر سودا به دست آید.

مشکلی که در روش تولید سودا هوو وجود دارد این است که در حین واکنش مقداری نمک به طور کامل واکنش نشان نمی دهد بلکه با خاکستر سودا مخلوط می شود که بر خلوص و عملکرد خاکستر سودا تأثیر می گذارد. این به این دلیل است که نمک خوراکی و خاکستر سودا هر دو پودر جامد سفید هستند. اندازه و شکل ذرات آنها بسیار مشابه است، بنابراین تشخیص و جداسازی آنها با چشم غیر مسلح یا روش های معمولی فیلتراسیون دشوار است. علاوه بر این، نمک در طول فرآیند فیلتر کردن و خشک کردن به سطح خاکستر سودا می چسبد و لایه ای از پوشش را تشکیل می دهد که حذف آن را دشوارتر می کند. اگر خاکستر سودا حاوی ناخالصی های نمکی باشد، خواص و مصارف آن تحت تأثیر قرار می گیرد. به عنوان مثال، حلالیت، قلیاییت، واکنش پذیری و غیره کاهش می یابد و وزن آن نیز افزایش می یابد و منجر به خطا در محاسبه بازده می شود.

برای رفع این مشکل می توان از مایعی به نام اتانول برای شستن خاکستر سودا استفاده کرد و نمک مخلوط شده در آن را شست. اتانول مایعی بی رنگ و شفاف است. فرمول شیمیایی آن C_(2)H_(5)OH است، یعنی از کربن (C)، هیدروژن (H) و اکسیژن (O) تشکیل شده است. اتانول یک حلال آلی است که می تواند برخی از مواد آلی مانند گریس، استرها، اترها، آلدئیدها، کتون ها و غیره را در خود حل کند. خاکستر زیرا خاکستر سودا یک ماده قلیایی است و اتانول یک ماده خنثی یا کمی اسیدی است. قرابت کافی بین آنها برای تشکیل راه حل وجود ندارد. این ویژگی اتانول به آن اجازه می دهد تا به طور موثر خاکستر سودا و نمک را جدا کند، زیرا می تواند نمک را بدون تأثیر بر خاکستر سودا حل کند.

نحوه شستشوی سودا با اتانول، به چه شرایط و عواملی باید توجه کرد؟ ما آزمایش های زیادی انجام دادیم و مناسب ترین شرایط شستشو را یافتیم که عبارت است از استفاده از اتانول با غلظت 90 درصد، خاکستر سودا را به مدت 3 دقیقه در اتانول به نسبت 3 به 1 خیس کنید و سپس فیلتر و خشک کنید. که خاکستر سودا را می توان شستشو داد ناخالصی های نمک خوراکی به سطوح بسیار پایین کاهش می یابد. ما همچنین دریافتیم که اتانول استفاده شده قابل بازیافت و استفاده مجدد است که باعث صرفه جویی در هزینه ها و سازگاری با محیط زیست می شود.

اثرات این شرایط و عوامل به شرح زیر است:

غلظت اتانول: هرچه غلظت اتانول بیشتر باشد، قدرت انحلال آن قوی تر است، به این معنی که می تواند نمک بیشتری را بدون حل کردن خاکستر سودا در خود حل کند. اگر غلظت اتانول خیلی کم باشد، مثلاً کمتر از 50 درصد، مقداری خاکستر سودا در آن حل می شود و در نتیجه خاکستر سودا از بین می رود. ما از طریق آزمایشات دریافتیم که غلظت بهینه اتانول 90٪ است که می تواند نمک را حل کند و خاکستر سودا را حفظ کند.

مقدار اتانول: هر چه اتانول بیشتر باشد، خاکستر سودای بیشتری می تواند با آن تماس پیدا کند و در نتیجه نمک بیشتری حل شود. اما مقدار اتانول نمی تواند زیاد باشد در غیر این صورت باعث ضایعات و آلودگی می شود. ما از طریق آزمایشات دریافتیم که مقدار بهینه اتانول به نسبت 3 به 1 است، یعنی به ازای هر 1 گرم خاکستر سودا، 3 میلی لیتر اتانول برای شستشو استفاده می شود.
​