מהו אפר סודה ומהם השימושים והתכונות שלו?
מהי שיטת הייצור האלקלי של Hou, ומהם העקרונות והשלבים שלה?
מהן הבעיות בשיטת הייצור האלקלי של Hou ואיך פותרים אותן?
מהו אתנול ומהם מאפייניו ויתרונותיו?
כיצד לשטוף אפר סודה עם אתנול, לאילו תנאים וגורמים יש לשים לב?
מהי ההשפעה של שטיפת אפר סודה באתנול, ומה היתרונות והמשמעות שלה?
הרשו לי להציג את אלה בפירוט:
אפר סודה הוא אבקה לבנה מוצקה עם הנוסחה הכימית Na_(2)CO_(3), כלומר היא מורכבת מנתרן (Na) וקרבונט (CO_( 3)). אפר סודה הוא חומר בסיסי המגיב עם חומרים חומציים לייצור מלח ומים. אפר סודה יכול להתמוסס במים ליצירת תמיסה בסיסית. לסודה שימושים רבים כמו סבון, זכוכית, חומרי ניקוי, צבעים, נייר, קרמיקה ועוד. אפר סודה הוא גם חומר גלם תעשייתי חשוב. זה יכול לשמש לייצור תרכובות נתרן, כגון סודיום ביקרבונט (סודה לשתייה), נתרן הידרוקסיד (סודה קאוסטית), נתרן מי חמצן (אקונומיקה), וכו '.
שיטת ייצור הסודה של Hou היא שיטה המשתמשת בתגובה של סיד (CaO) ונתרן כלורי (NaCl, הידוע גם כמלח שולחן) לייצור אפר סודה. העיקרון שלו הוא שגיר ומלח מגיבים במים לייצור סידן הידרוקסיד (Ca(OH)(2)) וסידן כלורי (CaCl(2)). סידן הידרוקסיד הוא בסיס חזק שיכול להגיב עם פחמן דו חמצני (CO_(2)) באוויר כדי לייצר סידן פחמתי (CaCO_(3)) ומים. סידן פחמתי הוא משקע לבן שאינו מסיס במים. ניתן לסנן ולייבש לקבלת אפר סודה. השלבים בשיטת הכנת האלקלי של Hou הם להוסיף תחילה ליים ומלח למים בשיעור מסוים, לערבב באופן שווה ולאפשר להם להגיב באופן מלא. לאחר מכן מסננים את תמיסת התגובה כדי להסיר סיד ומלח שלא הגיבו כדי לקבל תמיסה שקופה המכילה סידן כלורי. לאחר מכן שים את התמיסה הזו במקום מאוורר ותן לה ליצור קשר עם הפחמן הדו חמצני באוויר ליצירת משקעי סידן פחמתי. לבסוף, המשקע מסונן ומייבש לקבלת אפר סודה.
בעיה בשיטת ייצור הסודה של Hou היא שבמהלך התגובה חלק מהמלח לא יגיב לחלוטין אלא יתערבב עם אפר סודה, מה שישפיע על טוהר ותפוקת אפר הסודה. הסיבה לכך היא שגם מלח שולחן וגם אפר סודה הם אבקות מוצקות לבנות. גדלים וצורות החלקיקים שלהם דומים מאוד, ולכן קשה להבחין ולהפריד ביניהם בעין בלתי מזוינת או בשיטות סינון רגילות. יתרה מכך, המלח יידבק גם לפני השטח של אפר הסודה בתהליך הסינון והייבוש, ויוצר שכבת ציפוי המקשה על הסרה. אם אפר סודה מכיל זיהומי מלח, תכונותיו ושימושיו יושפעו. למשל, מסיסותו, בסיסיות, תגובתיות וכו' תפחת, וגם משקלו יגדל, מה שיוביל לטעויות בחישוב התשואה.
על מנת לפתור בעיה זו, נוכל להשתמש בנוזל בשם אתנול כדי לשטוף את אפר הסודה ולשטוף את המלח המעורב בו. אתנול הוא נוזל חסר צבע ושקוף. הנוסחה הכימית שלו היא C_(2)H_(5)OH, כלומר הוא מורכב מפחמן (C), מימן (H) וחמצן (O). אתנול הוא ממס אורגני שיכול להמיס כמה חומרים אורגניים, כגון גריז, אסטרים, אתרים, אלדהידים, קטונים וכו'. אתנול יכול גם להמיס כמה חומרים אנאורגניים, כגון מלח, יוד, גופרית וכו'. עם זאת, אתנול אינו יכול להמיס סודה אֵפֶר. הסיבה לכך היא שאפר סודה הוא חומר בסיסי, ואתנול הוא חומר נייטרלי או מעט חומצי. אין מספיק זיקה ביניהם כדי ליצור פתרון. מאפיין זה של אתנול מאפשר לו להפריד ביעילות בין אפר סודה למלח, מכיוון שהוא יכול להמיס את המלח מבלי להשפיע על אפר הסודה.
כיצד לשטוף אפר סודה עם אתנול, לאילו תנאים וגורמים יש לשים לב? עשינו ניסויים רבים ומצאנו את תנאי הכביסה המתאימים ביותר, כלומר להשתמש באתנול בריכוז של 90%, להשרות את אפר הסודה באתנול ביחס של 3:1 למשך 3 דקות, ולאחר מכן לסנן ולייבש אותו, כך שאפשר לשטוף את אפר הסודה הלכלאות של מלח שולחני מצטמצמים לרמות נמוכות מאוד. מצאנו גם שניתן למחזר אתנול משומש ולעשות בו שימוש חוזר, מה שחוסך בעלויות וידידותי יותר לסביבה.
ההשפעות של מצבים וגורמים אלה הן כדלקמן:
ריכוז אתנול: ככל שריכוז האתנול גבוה יותר, כוח ההמסה שלו חזק יותר, מה שאומר שהוא יכול להמיס יותר מלח מבלי להמיס אפר סודה. אם ריכוז האתנול נמוך מדי, כמו פחות מ-50%, אזי הוא ימוסס מעט אפר סודה, וכתוצאה מכך אובדן אפר סודה. מצאנו באמצעות ניסויים שהריכוז האופטימלי של אתנול הוא 90%, שיכול להמיס מלח ולשמור על אפר סודה.
כמות אתנול: ככל שיותר אתנול, כך הוא יכול לבוא במגע עם יותר אפר סודה, ובכך להמיס יותר מלח. עם זאת, כמות האתנול לא יכולה להיות גדולה מדי, אחרת זה יגרום לפסולת וזיהום. מצאנו באמצעות ניסויים שהכמות האופטימלית של אתנול היא ביחס של 3 ל-1, כלומר על כל 1 גרם אפר סודה משתמשים ב-3 מ"ל אתנול לכביסה.