Sodium Hydroxide solution 32 % w/w for nitrogen determination

Comments

L'hydroxyde de sodium, également connu sous le nom de soude caustique, est un composé inorganique dont la formule est NaOH. C'est un composé ionique blanc, solide, constitué de cations sodium Na+ et d'anions hydroxyde OH-.
L'hydroxyde de sodium est une base et un alcali hautement corrosif qui peut décomposer les protéines à température ambiante et provoquer de graves brûlures chimiques. Il est très soluble dans l'eau et absorbe facilement l'humidité et le dioxyde de carbone de l'air. Il forme une série d'hydrates de NaOH * n H2O. Le monohydrate NaOH * H2O cristallise dans les solutions aqueuses entre 12,3 et 61,8 °C, et est souvent mentionné dans la littérature à la place du composé anhydre. Étant l'un des hydroxydes les plus simples, l'hydroxyde de sodium, également appelé soude caustique en solution aqueuse, est souvent utilisé avec de l'eau neutre et de l'acide chlorhydrique pour illustrer l'échelle de pH aux élèves. L'hydroxyde de sodium est utilisé dans de nombreuses industries : dans la production de pâte et de papier, dans les textiles, dans l'eau potable, dans les savons et les détergents, et comme produit de nettoyage des canalisations. La production mondiale en 2004 était d'environ 60 millions de tonnes, alors que la demande était de 51 millions de tonnes.

Propriétés de l'hydroxyde de sodium

Propriétés physiques
L'hydroxyde de sodium pur est un solide cristallin incolore qui fond sans se décomposer à 318 °C (604 °F) et a un point d'ébullition de 1388 °C (2530 °F). Il est très soluble dans l'eau, avec une solubilité plus faible dans les solvants polaires tels que l'éthanol et le méthanol. Le NaOH est insoluble dans l'éther et d'autres solvants non polaires. Comme l'hydratation de l'acide sulfurique, la dissolution de l'hydroxyde de sodium solide dans l'eau est une réaction hautement exothermique qui dégage une grande quantité de chaleur, ce qui présente un risque pour la sécurité en raison de la possibilité d'éclaboussures. La solution qui en résulte est généralement incolore et inodore et, comme mentionné ci-dessus, elle est appelée soude caustique. Comme les autres solutions alcalines, elle est glissante au contact de la peau en raison du processus de saponification qui se produit entre le NaOH et les lipides naturels de la peau.

Viscosité
Les solutions aqueuses concentrées (50 %) d'hydroxyde de sodium ont une viscosité caractéristique de 78 mPa * s, très supérieure à celle de l'eau (1,0 mPa * s) et proche de celle de l'huile d'olive (85 mPa * s) à température ambiante. La viscosité du NaOH aqueux, comme celle de tout produit chimique liquide, est inversement proportionnelle à sa température d'utilisation, c'est-à-dire que la viscosité diminue avec l'augmentation de la température et vice versa. La viscosité des solutions d'hydroxyde de sodium joue un rôle direct dans leur utilisation et leur stockage.

Hydrates
L'hydroxyde de sodium peut former plusieurs hydrates : NaOH * n H2O, ce qui donne lieu à un diagramme de solubilité complexe décrit en détail par S. U. Pickering en 1893. Les hydrates connus ainsi que les plages de température et de concentration approximatives (pourcentage en masse de NaOH) de leurs solutions aqueuses saturées sont les suivants : Heptahydrate, NaOH * 7 H2O : de -28 °C (18,8%) à -24 °C (22,2%) ; Pentahydrate, NaOH * 5H2O : de -24 °C (22,2%) à -17,7 °C (24,8%) ; Tétrahydrate, NaOH * 4H2O, forme α : -17,7 °C (24,8%) à +5,4 °C (32,5%) ; Tétrahydrate, NaOH * 4 H2O, forme β : métastable ; Trihemihydrate, NaOH * 3,5 H2O : De +5,4 °C (32,5%) à +15,38 °C (38,8%) puis à +5,0 °C (45,7%) ; trihydrate, NaOH * 3 H2O : métastable ; dihydrate, NaOH * 2 H2O : de +5,0 °C (45,7%) à +12,3 °C (51%) ; monohydrate, NaOH * H2O : de +12,3 °C (51%) à 65,10 °C (69%), puis à 62,63 °C (73,1%). Les premiers rapports font référence à des hydrates avec n = 0,5 ou n = 2/3, mais des recherches plus approfondies n'ont pas permis de confirmer leur existence. Les seuls hydrates dont le point de fusion est stable sont NaOH * H2O (65,10 °C) et NaOH * 3,5 H2O (15,38 °C). Les autres hydrates, à l'exception des métastables NaOH * 3 H2O et NaOH * 4 H2O (β), peuvent cristalliser à partir de solutions ayant la composition correcte, comme indiqué ci-dessus. Cependant, les solutions de NaOH peuvent facilement être surfondues de plusieurs degrés, ce qui permet la formation d'hydrates (y compris des hydrates métastables) à partir de solutions de concentrations différentes. Par exemple, lorsqu'une solution de NaOH et d'eau est refroidie à un rapport molaire de 1:2 (52,6 % de NaOH en masse), le monohydrate commence généralement à cristalliser (à environ 22 °C) avant le dihydrate. Cependant, la solution peut facilement être surfondue à -15 °C afin de cristalliser rapidement sous forme de dihydrate. Lorsqu'il est chauffé, le dihydrate solide peut fondre directement en solution à 13,35 °C ; cependant, dès que la température dépasse 12,58 °C, il se décompose généralement en un monohydrate solide et en une solution liquide. Même l'hydrate n = 3,5 est difficile à cristalliser car la solution devient tellement surfondue que les autres hydrates deviennent plus stables. Une solution d'eau chaude contenant 73,1 % (en masse) de NaOH est un eutectique qui se solidifie à environ 62,63 °C sous forme d'un mélange intime de cristaux anhydres et monohydratés. Une deuxième composition eutectique stable consiste en 45,4 % (masse) de NaOH qui se solidifie à environ 4,9 °C sous forme d'un mélange de cristaux de dihydrate et de 3,5-hydrate. Le troisième eutectique stable est constitué de 18,4 % (masse) de NaOH. Il se solidifie à environ -28,7 °C sous la forme d'un mélange de glace d'eau et de l'heptahydrate NaOH * 7 H2O. Lorsque des solutions contenant moins de 18,4 % de NaOH sont refroidies, la glace d'eau cristallise en premier, tandis que le NaOH reste en solution. La forme α du tétrahydrate a une densité de 1,33 g/cm3. Il fond de manière congruente à 7,55 °C en un liquide contenant 35,7 % de NaOH et ayant une densité de 1,392 g/cm3, de sorte qu'il flotte dessus comme la glace sur l'eau. Cependant, à environ 4,9 °C, il peut fondre de façon incongrue en un mélange de NaOH * 3,5 H2O solide et une solution liquide. La forme β du tétrahydrate est métastable et se transforme souvent spontanément en forme α lorsqu'elle est refroidie à moins de -20 °C. Une fois amorcée, la transformation exothermique s'achève en quelques minutes, augmentant le volume du solide de 6,5 %. La forme β peut cristalliser à partir de solutions surfondues à -26 °C et fond partiellement à -1,83 °C. Les données physiques figurant dans la littérature technique peuvent se référer au monohydrate (densité 1,829 g/cm3) et non au composé anhydre.

Structure cristalline
Le NaOH et son monohydrate forment des cristaux orthorhombiques dont les groupes spatiaux sont respectivement Cmcm (oS8) et Pbca (oP24). Les dimensions des cellules du monohydrate sont a = 1,1825, b = 0,6213, c = 0,6069 nm. Les atomes sont disposés dans une structure en couches similaire à celle de l'hydrargillite. Chaque atome de sodium est entouré de six atomes d'oxygène, de trois anions hydroxyle OH- et de trois molécules d'eau. Les atomes d'hydrogène des groupes hydroxyle forment des liaisons fortes avec les atomes d'oxygène dans chaque couche O. Les couches O adjacentes sont maintenues ensemble par des liaisons hydrogène entre les molécules d'eau.

Propriétés chimiques

Réaction avec les acides
L'hydroxyde de sodium réagit avec les acides protoniques pour former de l'eau et les sels correspondants. Par exemple, lorsque l'hydroxyde de sodium réagit avec l'acide chlorhydrique, du chlorure de sodium se forme :

NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)

Ces réactions de neutralisation sont généralement représentées par une simple équation ionique nette :

OH-(aq) + H+(aq) → H2O(l)

Ce type de réaction avec un acide fort libère de la chaleur et est donc exothermique. Ces réactions acide-base peuvent également être utilisées pour les titrages. Cependant, l'hydroxyde de sodium n'est pas utilisé comme étalon primaire car il est hygroscopique et absorbe le dioxyde de carbone de l'air.

Réaction avec les oxydes acides
L'hydroxyde de sodium réagit également avec les oxydes acides, tels que le dioxyde de soufre. Ces types de réactions sont souvent utilisés pour "épurer" les gaz acides nocifs (tels que le SO2 et le H2S) qui sont produits lors de la combustion du charbon, empêchant ainsi leur rejet dans l'atmosphère. Un exemple,

2 NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O.

Réaction avec les métaux et les oxydes
Le verre réagit lentement avec les solutions aqueuses d'hydroxyde de sodium à température ambiante pour former des silicates solubles. C'est pourquoi les joints de verre rodé et les robinets d'arrêt exposés à l'hydroxyde de sodium ont tendance à se bloquer. Les flacons et les réacteurs chimiques revêtus de verre seront endommagés s'ils sont exposés pendant une longue période à de la soude caustique chaude, qui "gèlera" également le verre. L'hydroxyde de sodium n'attaque pas le fer à température ambiante car le fer n'a pas de propriétés amphotères (c'est-à-dire qu'il ne se dissout que dans un acide, pas dans une base). Toutefois, à haute température (par exemple, au-dessus de 500 °C), le fer peut réagir de manière endothermique avec l'hydroxyde de sodium pour former de l'oxyde de fer(III), du sodium métallique et de l'hydrogène gazeux. Cela est dû à la plus faible enthalpie de formation de l'oxyde de fer(III) (-824,2 kJ/mol) par rapport à l'hydroxyde de sodium (-500 kJ/mol), ce qui rend la réaction thermodynamiquement favorable, bien que sa nature endothermique indique qu'elle n'est pas spontanée. Considérons la réaction suivante entre de l'hydroxyde de sodium fondu et de la limaille de fer finement divisée :

4 Fe + 6 NaOH → 2 Fe2O3 + 6 Na + 3 H2

Cependant, quelques métaux de transition peuvent réagir violemment avec l'hydroxyde de sodium. En 1986, au Royaume-Uni, un camion-citerne en aluminium a été accidentellement utilisé pour transporter de la soude caustique à 25 %, ce qui a provoqué une surpression du contenu et endommagé le camion-citerne. L'augmentation de la pression était due à l'hydrogène gazeux produit lors de la réaction entre l'hydroxyde de sodium et l'aluminium :

2 Al + 2 NaOH + 6 H2O → 2 NaAl(OH)4 + 3 H2.

Précipitant
Contrairement à l'hydroxyde de sodium, qui est soluble, les hydroxydes de la plupart des métaux de transition sont insolubles, de sorte que l'hydroxyde de sodium peut être utilisé pour précipiter les hydroxydes des métaux de transition. Les couleurs suivantes sont observées : Cuivre - bleu ; Fer(II) - vert ; Fer(III) - jaune/brun ; Les sels de zinc et de plomb sont dissous dans un excès d'hydroxyde de sodium pour donner une solution claire de Na2ZnO2 ou Na2PbO2. L'hydroxyde d'aluminium est utilisé comme floculant gélatineux pour filtrer les particules dans le traitement de l'eau. L'hydroxyde d'aluminium est produit dans la station d'épuration des eaux usées à partir de sulfate d'aluminium par réaction avec de la soude ou du carbonate d'hydrogène (bicarbonate).

Al2(SO4)3 + 6 NaOH → 2 Al(OH)3 + 3 Na2SO4

Al2(SO4)3 + 6 NaHCO3 → 2 Al(OH)3 + 3 Na2SO4 + 6 CO2

Saponification
L'hydroxyde de sodium peut être utilisé pour l'hydrolyse des esters (comme dans la saponification), des amides et des halogénures d'alkyle, mais en raison de la solubilité limitée de l'hydroxyde de sodium dans les solvants organiques, l'hydroxyde de potassium (KOH), plus soluble, est souvent préféré. Toucher la solution d'hydroxyde de sodium à mains nues, bien que cela ne soit pas recommandé, entraînera une sensation de glissement. En effet, les huiles de la peau, comme le sébum, sont transformées en savon. Malgré sa solubilité dans le propylène glycol, il est peu probable qu'il remplace l'eau dans la saponification, car le propylène glycol réagit principalement avec les graisses avant l'hydroxyde de sodium.

Production
L'hydroxyde de sodium est produit industriellement sous forme de solution à 50 % par des variantes du procédé électrolytique chlore-alcali. Ce processus produit également du chlore gazeux. À partir de cette solution, on obtient de l'hydroxyde de sodium solide par évaporation de l'eau. L'hydroxyde de sodium solide est principalement vendu sous forme de flocons, de lentilles et de blocs fondus. En 2004, la production mondiale d'hydroxyde de sodium était estimée à 60 millions de tonnes de matière sèche et la demande à 51 millions de tonnes. En 1998, la production mondiale s'est élevée à environ 45 millions de tonnes. L'Amérique du Nord et l'Asie ont contribué à hauteur de 14 millions de tonnes chacune, tandis que l'Europe a produit environ 10 millions de tonnes. Aux États-Unis, Olin est le plus grand producteur d'hydroxyde de sodium, avec une production annuelle d'environ 5,7 millions de tonnes sur ses sites de Freeport (Texas) et Plaquemine (Louisiane), St Gabriel (Louisiane), McIntosh (Alabama), Charleston (Tennessee), Niagara Falls (New York) et Bécancour (Canada). Les autres grands producteurs américains sont Oxychem, Westlake, Shintek et Formosa. Toutes ces entreprises utilisent le procédé chlore-alcali. Historiquement, l'hydroxyde de sodium a été produit en traitant le carbonate de sodium avec l'hydroxyde de calcium dans une réaction de métathèse qui tire parti du fait que l'hydroxyde de sodium est soluble alors que le carbonate de calcium ne l'est pas. Ce processus est appelé causticisation.

Ca(OH)2(aq) + Na2CO3(s) → CaCO3(s) + 2 NaOH(aq)

Ce procédé a été remplacé à la fin du XIXe siècle par le procédé Solvay, qui a lui-même été remplacé par le procédé chlore-alcali utilisé aujourd'hui. L'hydroxyde de sodium est également produit en combinant du sodium métallique pur avec de l'eau. Les sous-produits sont de l'hydrogène gazeux et de la chaleur, ce qui provoque généralement une flamme.

2 Na + 2 H2O → 2 NaOH + H2

Cette réaction est souvent utilisée pour démontrer la réactivité des métaux alcalins dans un environnement académique ; cependant, elle n'est pas viable commercialement car l'isolement du sodium métallique se fait généralement par réduction ou électrolyse de composés du sodium, notamment l'hydroxyde de sodium.

Utilisations
L'hydroxyde de sodium est une base forte largement utilisée dans l'industrie. L'hydroxyde de sodium est utilisé pour fabriquer des sels de sodium et des détergents, pour réguler le pH et pour la synthèse organique. En grandes quantités, il est généralement manipulé sous forme de solution aqueuse, car les solutions sont moins chères et plus faciles à manipuler. L'hydroxyde de sodium est utilisé dans de nombreux domaines où l'on souhaite augmenter l'alcalinité d'un mélange ou neutraliser des acides. Dans l'industrie pétrolière, par exemple, l'hydroxyde de sodium est utilisé comme additif dans les boues de forage pour augmenter l'alcalinité des systèmes de boue bentonite, accroître la viscosité de la boue et neutraliser les gaz acides (tels que le sulfure d'hydrogène et le dioxyde de carbone) qui peuvent être produits lors du forage dans la formation géologique. Une autre application est l'essai au brouillard salin, où la valeur du pH doit être régulée. L'hydroxyde de sodium est utilisé avec l'acide chlorhydrique pour équilibrer la valeur du pH. Le sel qui en résulte, le NaCl, est l'agent corrosif utilisé dans l'essai standard de brouillard salin à pH neutre. Le pétrole brut de qualité inférieure peut être traité avec de l'hydroxyde de sodium pour éliminer les impuretés contenant du soufre dans un procédé connu sous le nom de lavage caustique. Comme décrit ci-dessus, l'hydroxyde de sodium réagit avec des acides faibles tels que le sulfure d'hydrogène et les mercaptans pour produire des sels de sodium non volatils qui peuvent être éliminés. Les résidus qui en résultent sont toxiques et difficiles à éliminer, c'est pourquoi ce procédé est interdit dans de nombreux pays. D'autres utilisations courantes de l'hydroxyde de sodium sont : Il est utilisé pour fabriquer des savons et des détergents. L'hydroxyde de sodium est utilisé pour les pains de savon, et l'hydroxyde de potassium pour les savons liquides. L'hydroxyde de sodium est plus couramment utilisé que l'hydroxyde de potassium car il est moins cher et une plus petite quantité est nécessaire. Il est utilisé pour déboucher les canalisations car les produits de débouchage contenant de l'hydroxyde de sodium transforment la graisse qui obstrue les canalisations en savon qui se dissout dans l'eau. Utilisé dans la fabrication de fibres textiles artificielles (telles que la rayonne). Il est utilisé dans la fabrication du papier. Environ 56% de la production d'hydroxyde de sodium est destinée à l'industrie, dont 25% à l'industrie du papier. Il est utilisé pour purifier le minerai de bauxite, dont on extrait l'aluminium métallique. C'est ce que l'on appelle le processus Bayer. Il est utilisé dans le dégraissage des métaux, le raffinage du pétrole et la production de teintures et d'agents de blanchiment. Il est utilisé dans les usines de traitement des eaux pour réguler le pH. Il est utilisé pour traiter la pâte à bagels et à bretzels, lui donnant sa surface brillante caractéristique.

Dépulpage chimique
L'hydroxyde de sodium est également couramment utilisé dans le traitement du bois pour produire du papier ou des fibres régénérés. Avec le sulfure de sodium, l'hydroxyde de sodium est l'un des principaux composants de la liqueur blanche utilisée pour séparer la lignine des fibres de cellulose dans le procédé kraft. L'hydroxyde de sodium joue également un rôle clé dans plusieurs étapes ultérieures du processus de blanchiment de la pâte brune résultant du processus de mise en pâte. Ces étapes comprennent la délignification à l'oxygène, l'extraction oxydative et l'extraction simple, qui nécessitent toutes un environnement fortement alcalin avec un pH > 10,5 à la fin des étapes.

Digestion des tissus
De même, l'hydroxyde de sodium est utilisé pour digérer les tissus, comme dans un procédé précédemment utilisé dans le secteur de l'élevage. Dans ce procédé, une carcasse est placée dans une chambre hermétique, puis un mélange d'hydroxyde de sodium et d'eau (qui brise les liaisons chimiques qui maintiennent la viande intacte) est ajouté. Le tout se transforme en un liquide ressemblant à du café, et les seuls solides qui restent sont les coquilles d'os, qui peuvent être écrasées du bout des doigts. L'hydroxyde de sodium est souvent utilisé pour la décomposition des animaux tués sur la route que les entreprises d'élimination des animaux mettent en décharge. L'hydroxyde de sodium est un produit chimique dangereux en raison de sa capacité à hydrolyser les protéines. Si une solution diluée est renversée sur la peau, des brûlures peuvent se produire si la zone n'est pas soigneusement lavée à l'eau courante pendant plusieurs minutes. Les éclaboussures dans l'œil peuvent être plus graves et provoquer la cécité.

Dissolution des métaux et des composés amphotères
Les bases fortes attaquent l'aluminium. L'hydroxyde de sodium réagit avec l'aluminium et l'eau et libère du gaz d'hydrogène. L'aluminium élimine l'atome d'oxygène de l'hydroxyde de sodium, qui à son tour élimine l'atome d'oxygène de l'eau et libère les deux atomes d'hydrogène. Dans cette réaction, l'hydroxyde de sodium agit comme un agent pour alcaliniser la solution dans laquelle l'aluminium peut se dissoudre.

2 Al + 2 NaOH + 2 H2O → 2 NaAlO2 + 3 H2

L'aluminate de sodium est un produit chimique inorganique qui est utilisé comme une source efficace d'hydroxyde d'aluminium pour de nombreuses applications industrielles et techniques. L'aluminate de sodium pur (anhydre) est un solide cristallin blanc dont la formule est NaAlO2, NaAl(OH)4 < (hydraté), Na2O * Al2O3 ou Na2Al2O4. La formation du tétrahydroxoaluminate(III) de sodium ou aluminate de sodium hydraté est décrite comme suit :

2 Al + 2 NaOH + 6 H2O → 2 NaAl(OH)4 + 3 H2

Cette réaction peut être utile pour graver, éliminer l'anodisation ou convertir une surface polie en une finition satinée, mais sans passivation supplémentaire telle que l'anodisation ou l'anodisation, la surface peut être endommagée à la fois dans le cadre d'une utilisation normale et dans des conditions climatiques sévères. Dans le procédé Bayer, l'hydroxyde de sodium est utilisé dans le raffinage des minerais contenant de l'alumine (bauxite) pour produire de l'alumine (oxyde d'aluminium), qui est la matière première pour la production d'aluminium métallique dans le procédé électrolytique Hall-Héroult. L'alumine étant amphotère, elle se dissout dans la soude caustique, laissant derrière elle des impuretés moins solubles à pH élevé, comme les oxydes de fer, sous la forme d'une boue rouge très alcaline. D'autres métaux amphotères sont le zinc et le plomb, qui se dissolvent dans une solution concentrée d'hydroxyde de sodium pour donner respectivement du zincate de sodium et du plumbate de sodium.

Réactif pour l'estérification et la transestérification
L'hydroxyde de sodium est traditionnellement utilisé dans la production de savon (savon à froid, saponification), il a été fabriqué pour la première fois au 19ème siècle pour obtenir une surface dure plutôt qu'un produit liquide, car il était plus facile à stocker et à transporter. Dans la production de biodiesel, l'hydroxyde de sodium est utilisé comme catalyseur pour la transestérification du méthanol et des triglycérides. Cela ne fonctionne qu'avec l'hydroxyde de sodium anhydre, car la graisse se transformerait en savon lorsqu'elle est combinée à l'eau, qui serait contaminée par le méthanol. Le NaOH est plus couramment utilisé que l'hydroxyde de potassium car il est moins cher et une plus petite quantité est nécessaire. En raison des coûts de production, le NaOH, qui est fabriqué à partir de sel ordinaire, est moins cher que l'hydroxyde de potassium.

Préparation des aliments
L'hydroxyde de sodium est utilisé dans l'industrie alimentaire pour laver ou peler chimiquement les fruits et les légumes, traiter le chocolat et le cacao, fabriquer du caramel (colorant), blanchir la volaille, fabriquer des boissons gazeuses et épaissir la crème glacée, entre autres. Les olives sont souvent trempées dans de l'hydroxyde de sodium pour les ramollir ; les bretzels et les pâtes à bretzels sont glacés avec une solution d'hydroxyde de sodium avant d'être cuits pour les rendre croustillants. L'hydroxyde de sodium de qualité alimentaire étant difficile à obtenir en petites quantités pour un usage domestique, le carbonate de sodium est souvent utilisé à la place de l'hydroxyde de sodium, connu sous le nom de E524. Les aliments spécifiques qui sont traités avec de l'hydroxyde de sodium incluent : Les bretzels allemands sont pochés dans une solution bouillante de carbonate de sodium ou dans une solution froide d'hydroxyde de sodium avant d'être cuits, ce qui contribue à leur croûte unique. La soude caustique est un ingrédient essentiel de la croûte des gâteaux de lune chinois traditionnellement cuits. La plupart des nouilles jaunes chinoises sont faites avec du soda, mais sont souvent confondues avec des nouilles aux œufs. Dans une variété de zongzi, une solution d'hydroxyde de sodium est utilisée pour leur donner un goût sucré. L'hydroxyde de sodium est également le produit chimique qui permet de gélifier le blanc d'œuf lors de la fabrication des œufs Century. Dans certaines méthodes de préparation, les olives sont plongées dans une solution de soude caustique. Dans le dessert philippin (kakanin) appelé kutsinta, une petite quantité d'eau gazeuse est utilisée pour donner à la pâte de farine de riz une consistance gélatineuse. Un processus similaire est utilisé pour le kakanin connu sous le nom de pitsi-pitsi ou pichi-pichi, sauf que le manioc râpé est utilisé à la place de la farine de riz dans le mélange. Le plat norvégien lutefisk (de lutfisk, "poisson dans du soda"). Les bagels sont souvent cuits avec de la soude avant la cuisson, ce qui contribue à leur croûte brillante. L'hominie est un grain de maïs séché reconstitué par trempage dans de l'eau gazeuse. Ils sont considérablement agrandis et peuvent être transformés en grains de maïs par friture ou en grits par séchage et broyage. Le gruau de maïs est utilisé pour faire de la masa, une farine populaire dans la cuisine mexicaine pour faire des tortillas de maïs et des tamales. Le nixtamal est similaire mais utilise de l'hydroxyde de calcium au lieu de l'hydroxyde de sodium.

Agent de nettoyage
L'hydroxyde de sodium est souvent utilisé comme agent de nettoyage industriel, où il est souvent qualifié de "caustique". Il est ajouté à l'eau, chauffé et utilisé pour nettoyer les équipements de traitement, les réservoirs de stockage, etc. Il peut dissoudre les huiles, les graisses et les dépôts à base de protéines. Il est également utilisé pour nettoyer les tuyaux d'évacuation sous les éviers et les canalisations dans les maisons privées. Des agents tensioactifs peuvent être ajoutés à la solution d'hydroxyde de sodium pour stabiliser les substances dissoutes et empêcher ainsi tout nouveau dépôt. Une solution d'hydroxyde de sodium est utilisée comme dégraissant puissant pour les moules à pâtisserie en acier inoxydable et en verre. C'est également un ingrédient courant dans les nettoyants pour four. L'hydroxyde de sodium est couramment utilisé dans la fabrication de nettoyants pour laveurs de pièces. Les détergents pour laveurs de pièces à base d'hydroxyde de sodium font partie des produits chimiques les plus agressifs pour le nettoyage des laveurs de pièces. Les agents nettoyants à base d'hydroxyde de sodium comprennent des agents tensioactifs, des inhibiteurs d'oxydation et des agents antimousse. Un laveur de pièces chauffe l'eau et le produit de nettoyage dans une armoire fermée, puis pulvérise l'hydroxyde de sodium chauffé et l'eau chaude sous pression contre les pièces souillées pour les dégraisser. L'hydroxyde de sodium utilisé de cette manière a remplacé de nombreux systèmes à base de solvants au début des années 1990, lorsque le protocole de Montréal a interdit le trichloroéthane. Les laveurs de pièces à base d'eau et d'hydroxyde de sodium sont considérés comme plus respectueux de l'environnement que les méthodes de nettoyage à base de solvants. Dans les quincailleries, l'hydroxyde de sodium est proposé comme déboucheur de canalisations.

Décapage de peinture avec de la soude caustique
L'hydroxyde de sodium est utilisé dans les foyers comme un type de déboucheur de canalisation, généralement sous forme de cristaux secs ou de gel liquide épais. L'alcali dissout les graisses pour former des produits hydrosolubles. Il hydrolyse également les protéines, telles que celles présentes dans les cheveux, qui peuvent obstruer les conduites d'eau. Ces réactions sont accélérées par la chaleur générée lorsque l'hydroxyde de sodium et les autres composants chimiques du nettoyant se dissolvent dans l'eau. Ces pistons alcalins et leurs versions acides sont très corrosifs et doivent être manipulés avec une grande prudence. L'hydroxyde de sodium est utilisé dans certains traitements de lissage des cheveux. Cependant, en raison de l'incidence et de l'intensité élevées des brûlures, les fabricants de produits chimiques de lissage permanent des cheveux utilisent d'autres produits chimiques alcalins dans les préparations disponibles pour le consommateur moyen. Les lisseurs à base d'hydroxyde de sodium sont toujours disponibles, mais sont principalement utilisés par les professionnels. Traditionnellement, une solution d'hydroxyde de sodium dans l'eau (soude caustique) était utilisée comme le décapant le plus courant pour les objets en bois. Il est moins utilisé aujourd'hui, car il peut endommager la surface du bois, faire ressortir le grain et décolorer la couleur.

Traitement de l'eau
L'hydroxyde de sodium est parfois utilisé dans le traitement de l'eau pour augmenter le pH de l'eau. Un pH élevé rend l'eau moins corrosive pour les tuyaux et réduit la quantité de plomb, de cuivre et d'autres métaux toxiques qui peuvent se dissoudre dans l'eau potable.

Utilisations historiques
L'hydroxyde de sodium était utilisé pour détecter les intoxications au monoxyde de carbone, car les échantillons de sang de ces patients devenaient vermillon après l'ajout de quelques gouttes d'hydroxyde de sodium. Aujourd'hui, l'intoxication au monoxyde de carbone peut être détectée par oxymétrie de CO.

Dans les mélanges de ciment, mortier, béton, coulis
L'hydroxyde de sodium est utilisé comme plastifiant dans certains mélanges de ciment. Il aide à homogénéiser les mélanges de ciment, empêche la ségrégation des sables et du ciment, réduit la quantité d'eau nécessaire dans un mélange et augmente la maniabilité du produit en ciment, qu'il s'agisse de mortier, de plâtre ou de béton.

Sécurité
Comme les autres acides et alcalis corrosifs, les gouttelettes de solutions d'hydroxyde de sodium peuvent décomposer les protéines et les lipides des tissus vivants par hydrolyse des amides et des esters, provoquant des brûlures chimiques et une cécité permanente au contact des yeux. Les alcalis solides peuvent également développer leur effet corrosif en présence d'eau, par exemple de la vapeur d'eau. Par conséquent, un équipement de protection tel que des gants en caoutchouc, des vêtements de protection et des lunettes de protection doit toujours être porté lors de la manipulation de ce produit chimique ou de ses solutions. La mesure de premier secours standard pour les brûlures cutanées causées par les alcalis, comme pour d'autres substances corrosives, est le rinçage avec de grandes quantités d'eau. Le rinçage est poursuivi pendant au moins dix à quinze minutes. En outre, la dissolution de l'hydroxyde de sodium est hautement exothermique et la chaleur générée peut provoquer des brûlures ou enflammer des matériaux inflammables. Il génère également de la chaleur lorsqu'il réagit avec les acides. L'hydroxyde de sodium est également légèrement corrosif pour le verre, ce qui peut endommager la verrerie ou faire coller les joints de verre dépoli. L'hydroxyde de sodium est corrosif pour plusieurs métaux, comme l'aluminium, qui réagit avec l'alcali pour produire de l'hydrogène inflammable au contact :

2 Al + 6 NaOH → 3 H2 + 2 Na3AlO3

2 Al + 2 NaOH + 2 H2O → 3 H2 + 2 NaAlO2

2 Al + 2 NaOH + 6 H2O → 3 H2 + 2 NaAl(OH)4.

Stockage
Un stockage prudent est nécessaire lors de l'utilisation de l'hydroxyde de sodium, surtout en grandes quantités. Étant donné le risque de brûlure que présente ce produit chimique, il est toujours conseillé de suivre les directives de stockage du NaOH et d'assurer la sécurité des travailleurs et de l'environnement. L'hydroxyde de sodium est généralement stocké dans des bouteilles destinées à être utilisées dans de petits laboratoires, dans des conteneurs de taille moyenne pour la manutention et le transport de marchandises, ou dans de grands réservoirs de stockage fixes pouvant atteindre 100 000 gallons pour les installations de fabrication ou de traitement des eaux usées qui utilisent beaucoup de NaOH. Les matériaux les plus courants qui sont compatibles avec l'hydroxyde de sodium et couramment utilisés pour le stockage du NaOH sont le polyéthylène (PEHD, courant, PEX, moins courant), l'acier au carbone, le polychlorure de vinyle (PVC), l'acier inoxydable et le plastique renforcé de fibre de verre (FRP, avec un revêtement résistant).

Histoire
L'hydroxyde de sodium a d'abord été préparé par des savonniers : dans un livre arabe de la fin du 13e siècle, Al-mukhtara' fi funun min al-suna' (Inventions des différents arts industriels), compilé par al-Muzaffar Yusuf ibn 'Umar ibn 'Ali ibn Rasul (d. 1295), un roi du Yémen, un procédé de fabrication d'hydroxyde de sodium apparaît dans une recette de fabrication de savon. La recette consistait à faire passer de l'eau à plusieurs reprises dans un mélange d'alcali (en arabe : al-qily, où qily est la cendre de certaines plantes, par exemple Salsola et Salicornia, riches en sodium ; l'alcali était donc du carbonate de sodium impur) et de chaux vive (oxyde de calcium, CaO), ce qui donnait une solution d'hydroxyde de sodium. Les fabricants de savon européens ont également suivi cette recette. Lorsque le chimiste et chirurgien français Nicolas Leblanc (1742-1806) a breveté un procédé de production en masse de carbonate de sodium en 1791, le "carbonate de soude" naturel (carbonate de sodium impur obtenu à partir des cendres de plantes riches en sodium) a été remplacé par cette version artificielle. Cependant, au XXe siècle, l'électrolyse du chlorure de sodium est devenue la principale méthode de production d'hydroxyde de sodium.

Literature

Jacobs, H. ; Kockelkorn, J. und Tacke, Th. (1985). "Hydroxydes de sodium, de potassium et de rubidium : croissance monocristalline et détermination de la structure aux rayons X dans une modification stable à température ambiante". Z. Anorg. Allg. Chem. 531 : 119-124.

Guide de poche NIOSH sur les risques chimiques. "#0565". Institut national pour la sécurité et la santé au travail (NIOSH).

Michael Chambers. "ChemIDplus - 1310-73-2 - HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M - Hydroxyde de sodium [NF] - Recherche de structures similaires, synonymes, formules, liens vers des ressources et autres informations chimiques".

"Hydroxyde de sodium. Concentrations Immédiatement Dangereuses pour la Vie ou la Santé (IDLH). Institut national pour la sécurité et la santé au travail (NIOSH).

P. R. Siemens, William F. Giauque (1969) : "Entropies des hydrates d'hydroxyde de sodium. II. Capacités thermiques à basse température et chaleur de fusion de NaOH-2H2O et NaOH-3,5H2O". Journal of Physical Chemistry, volume 73, numéro 1, pages 149-157.

"Exemples de produits chimiques de laboratoire courants et leur classe de danger".

Cetin Kurt, Jürgen Bittner. "Hydroxyde de sodium". Encyclopédie Ullmann de la chimie industrielle. Weinheim : Wiley-VCH.

"Réservoirs de stockage d'hydroxyde de sodium et spécifications". Protank.

"Endothermique : le donnant-donnant de la chimie". Discovery Express. Spencer Umfreville Pickering (1893) : "LXI. Les Hydrates de Sodium, de Potassium et de Lithium". Journal of the Chemical Society, Transactions, volume 63, pages 890-909.

S. C. Mraw, W. F. Giauque (1974) : "Entropies des hydrates d'hydroxyde de sodium. III. Capacités thermiques à basse température et chaleurs de fusion des formes cristallines α et β de l'hydroxyde de sodium tétrahydraté". Journal of Physical Chemistry, volume 78, article 17, pages 1701-1709.

L. E. Murch, W. F. Giauque (1962) : "Propriétés thermodynamiques de l'hydroxyde de sodium et de son monohydrate. Capacités thermiques à basse température. Chaleur de dissolution". Journal of Physical Chemistry, volume 66, article 10, pages 2052-2059.

G. E. Brodale et W. F. Giauque (1962) : "The freezing point-solubility curve of aqueous sodium hydroxide in the near eutectic anhydro-monohydrate region". Journal of Physical Chemistry, volume 66, article 10, pages 2051-2051.

M. Conde Engineering : "Solid-liquid equilibrium (SLE) and vapour-liquid equilibrium (VLE) of aqueous NaOH". Rapport en ligne.

Jacobs, H. et Metzner, U. (1991). "Liaisons inhabituelles du pont H dans l'hydroxyde de sodium monohydraté : diffraction des rayons X et des neutrons dans NaOH-H2O et NaOD-D2O, respectivement". Journal of Inorganic and General Chemistry. 597 (1) : 97-106.

Stamell, Jim (2001), EXCEL HSC Chemistry, Pascal Press, S. 199.

Fengmin Du, David M Warsinger, Tamanna I Urmi, Gregory P Thiel, Amit Kumar, John H Lienhard (2018). "Production d'hydroxyde de sodium à partir de saumure de dessalement d'eau de mer : conception du procédé et efficacité énergétique". Science et technologie de l'environnement. 52 (10) : 5949-5958.

Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 5. Auflage, John Wiley & Sons.

Deming, Horace G. (1925). Chimie générale : une étude élémentaire mettant l'accent sur les applications industrielles des principes fondamentaux (2e édition). New York : John Wiley & Sons, Inc. S. 452.

Sample, Ian (16. September 2009). "Affaire Trafigura : les déchets toxiques laissés par le lavage caustique". The Guardian.

"Trafigura connaissait les dangers des déchets". BBC Newsnight. 16. septembre 2009.

"Guide des produits chimiques caustiques utilisés dans la fabrication du savon" | Brenntag ". www.brenntag.com.

"Hydroxyde de sodium | Utilisations, avantages et faits relatifs à la sécurité chimique". ChemicalSafetyFacts.org.

Ayres, Chris (27. Februar 2010) Une finition verte propre qui envoie un être cher à l'égout Times Online.

Thacker, H. Leon ; Kastner, Justin (août 2004). L'élimination des carcasses : un examen complet. Chapitre 6, National Agricultural Biosecurity Center, Kansas State University, 2004.

Roach, Mary (2004). Stiff : The Curious Lives of Human Cadavers, New York : W.W. Norton & Company. Norton & Company. ISBN 0-393-32482-6.

Sodium : se débarrasser de la saleté... et des victimes de meurtre". BBC News. 3 mai 2014.

William Booth (27 janvier 2009). "Le 'Stewmaker' suscite l'horreur au Mexique". Washington Post.

"ATSDR - ATSDR - Medical Management Guidelines (MMG) : Sodium hydroxide". www.atsdr.cdc.gov.

PubChem. "Aluminum Sodium Tetrahydroxide". pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.

Morfit, Campbell (1856). Un traité de chimie appliqué à la fabrication des savons et des bougies. Parry et McMillan.

"Comparaison entre les deux produits : Hydroxyde de potassium et hydroxyde de sodium - Similarités, différences et cas d'utilisation". info.noahtech.com.

"Hydroxyde de sodium". rsc.org. 2014.

"Hominy sans soude. Centre national pour la conservation des aliments à domicile.

"Olives : Safe Methods for Home Pickling (application/pdf Object)" (PDF). ucanr.org. 2010.

"Traitement de l'eau potable - Ajustement du pH". 2011.

Brian Oram, PG (2014). "Problèmes d'eau potable - Eaux corrosives (plomb, cuivre, aluminium, zinc et autres)".

Page 168 dans : Détection des poisons et des drogues fortes. Auteur : Wilhelm Autenrieth. Verlag : P. Blakiston's Sohn & Company, 1909.

Pubchem. "HYDROXYDE DE SODIUM | NaOH - PubChem". pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.

Thorpe, Thomas Edward, Hrsg, A Dictionary of Applied Chemistry (Londres, Angleterre : Longmans, Green, and Co., 1913), Bd. 5, Histoire des sciences et des technologies en Islam : une description de la fabrication du savon

Le chimiste et archéologue anglais Henry Ernest Stapleton (1878-1962) a présenté des preuves que l'alchimiste et médecin perse Muhammad ibn Zakariya al-Razi (vers 865-925) connaissait l'hydroxyde de sodium. Voir : Henry Ernest Stapleton ; R. F. Azo ; M. Hid'yat Ḥusain (1927) " Chemistry in Iraq and Persia in the 10th century A.D. ", Memoirs of the Asiatic Society of Bengal, 8 (6) : 317-418 ; voir p. 322. Stapleton, H. E. et Azo, R. F. (1905) "Alchemical Equipment in the 11th century A.D.", Memoirs of the Asiatic Society of Bengal, 1 : 47-71 ; voir la note 5 à la p. 53. De la p. 53 : "5. carbonate de sodium. Le qily est la cendre de certaines plantes, par exemple Salsola et Salicornia ... qui poussent près de la mer ou dans des endroits salés...". O'Brien, Thomas F. ; Bommaraju, Tilak V. und Hine, Fumio (2005) Handbook of Chlor-Alkali Technology, Bd. 1, Berlin, Allemagne : Springer. Chapitre 2 : Histoire de l'industrie du chlore et de la soude caustique, S. 34. ISBN 97806486241