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Le caustique liquide est une solution alcaline très efficace, largement utilisée pour le contrôle du pH, la neutralisation, le nettoyage et le traitement chimique.
L'excellente miscibilité de l'eau et sa forte réactivité du caustique liquide le rendent adapté au traitement de l'eau, aux détergents, à la pâte et au papier, aux textiles et à la fabrication industrielle.
Le caustique liquide offre une performance efficace dans les applications nécessitant un ajustement rapide de l'alcalinité, un dégraissage et une saponification.
Numéro CAS : 1310-73-2
Numéro EC : 215-185-5
Formule moléculaire : NaOH
Poids moléculaire : 40,00 g/mol
Synonymes : soude caustique liquide, solution de soude caustique, solution d'hydroxyde de sodium, hydroxyde de sodium liquide, hydroxyde de sodium aqueux, solution de NaOH, soude caustique, soude soude soudée, solution de soude, lessive liquide, solution d'hydrate de sodium, solution alcaline caustique, solution aqueuse d'hydroxyde de sodium, solution industrielle de soude caustique, alcali liquide, liqueur de soude caustique, liqueur d'hydroxyde de sodium, NaOH liquide, solution de soude caustique à 50 %, solution de soude caustique à 32 %
Le caustique liquide, communément appelé solution d'hydroxyde de sodium ou solution de soude caustique, est une solution aqueuse fortement alcaline d'hydroxyde de sodium.
Le caustique liquide est généralement fourni sous forme de liquide clair et incolore à diverses concentrations, généralement autour de 25 %, 32 %, 45 % ou 50 % de NaOH selon les besoins industriels.
Le caustique liquide est largement utilisé pour l'ajustement du pH, la neutralisation, le nettoyage, le dégraissage, la saponification, la synthèse chimique et le contrôle des procédés.
Le caustique liquide est largement appliqué dans le traitement de l'eau et des eaux usées, la production de pâte et papier, la transformation textile, la fabrication de savon et de détergents, le raffinage pétrolier, la transformation alimentaire dans des conditions autorisées, ainsi que de nombreuses opérations de fabrication chimique.
Comme la dissolution et la dilution peuvent libérer une chaleur importante, le caustique liquide doit être manipulé avec soin avec un équipement résistant à la corrosion approprié et des mesures de protection individuelle appropriées.
Le caustique liquide pur est un solide cristallin incolore qui fond à 318 °C sans décomposition.
Le caustique liquide est très soluble dans l'eau, a une solubilité plus faible en éthanol et méthanol, mais est insoluble dans l'éther et d'autres solvants non polaires.
Similaire à l'hydratation de l'acide sulfurique, dissoudre un liquide caustique solide dans l'eau est une réaction extrêmement exothermique au cours de laquelle une grande quantité de chaleur est libérée, ce qui représente un risque pour la sécurité en raison du risque d'éclaboussures.
La solution résultante est généralement incolore et inodore.
Comme pour d'autres solutions alcalines, le caustique liquide devient glissant au contact de la peau.
Le caustique liquide réagit avec les acides protiques pour produire de l'eau et des sels associés.
Par exemple, lorsque le caustique liquide réagit avec l'acide chlorhydrique, le chlorure de sodium se forme :
NaOH (aqueux) + HCl (aqueux) → NaCl (aq) + H₂O (l)
En général, de telles réactions de neutralisation sont représentées par une simple équation ionique nette :
OH⁻ (aq) + H⁺ (aqueux) → H₂O (l)
Ce type de réaction avec un acide fort libère de la chaleur et est donc exothermique.
Ces réactions acido-basiques peuvent également être utilisées pour les titrations.
Cependant, le caustique liquide n'est pas utilisé comme norme principale car il est hygroscopique et absorbe le dioxyde de carbone de l'air.
La soude caustique est une substance blanche, hygroscopique.
Le caustique liquide se dissout facilement dans l'eau, formant une solution douce, glissante et au goût savonneuse.
Le caustique liquide a un effet irritant sur les tissus humains.
En laboratoire, le caustique liquide est utilisé pour capturer les gaz acides tels que le CO2.
La caustique liquide est utilisée dans l'industrie pour la production de nombreux produits chimiques, dans les industries de la soie artificielle, du savon, du papier, de la peinture et des détergents, ainsi que dans les raffineries de pétrole.
Lorsqu'il réagit avec l'eau, la température du caustique liquide monte à 50 degrés Celsius en environ 5 minutes et reste chaude pendant environ 15 minutes.
Le caustique liquide est un composé inorganique avec la formule NaOH.
Le caustique liquide est un composé ionique solide blanc composé d'anions sodium cations Na+ et hydroxyde OH−.
En tant que nucléophile puissant, le caustique liquide est fréquemment utilisé dans les réactions SN2.
Le caustique liquide est une base et un alcali hautement corrosifs qui décomposent les lipides et les protéines à température ambiante, et peuvent provoquer de graves brûlures chimiques à haute concentration.
Le caustique liquide est très soluble dans l'eau et absorbe facilement l'humidité et le dioxyde de carbone de l'air.
Le caustique liquide forme une série d'hydrates NaOH·nH2O.
Le monohydrate NaOH· H2O cristallise à partir de solutions aqueuses entre 12,3 et 61,8 °C.
Le caustique liquide est souvent ce monohydrate, et les données publiées peuvent le désigner plutôt que le composé anhydre.
En tant que l'un des hydroxydes les plus simples, le caustique liquide est fréquemment utilisé aux côtés de l'eau neutre et de l'acide chlorhydrique acide pour démontrer l'échelle de pH aux étudiants en chimie. [14]
La caustique liquide est utilisée dans de nombreuses industries : dans la fabrication de pâte et de papier de bois, dans les textiles, dans l'eau potable, les savons et détergents, ainsi que comme nettoyeur de drains.
La production mondiale en 2022 était d'environ 83 millions de tonnes.
Utilisations du caustique liquide :
La caustique liquide est une base forte populaire utilisée dans l'industrie.
La caustique liquide est utilisée dans la fabrication de sels et de détergents de sodium, la régulation du pH et la synthèse organique.
En vrac, le caustique liquide est le plus souvent manipulé sous forme de solution aqueuse car les solutions sont moins chères et plus faciles à manipuler.
La caustique liquide est utilisée dans de nombreux cas où il est souhaitable d'augmenter l'alcalinité d'un mélange ou de neutraliser les acides.
Par exemple, dans l'industrie pétrolière, le caustique liquide est utilisé comme additif dans la boue de forage pour augmenter l'alcalinité dans les systèmes de boue de bentonite, accroître la viscosité de la boue et neutraliser tout gaz acide (comme le sulfure d'hydrogène et le dioxyde de carbone) qui pourrait être rencontré dans la formation géologique au fur et à mesure du forage.
Une autre utilisation est le test de brouillard salin où le pH doit être régulé.
Le caustique liquide est utilisé avec de l'acide chlorhydrique pour équilibrer le pH.
Le sel résultant, NaCl, est l'agent corrosif utilisé dans le test standard au pH neutre du brouillard salin.
Le pétrole brut de mauvaise qualité, en particulier le type acide, peut être traité avec du caustique liquide pour éliminer les impuretés sulfureuses dans un procédé appelé lavage caustique.
Le caustique liquide réagit avec des acides faibles tels que le sulfure d'hydrogène et les thiols pour produire des sels de sodium non volatils, qui peuvent être éliminés.
Les déchets formés sont toxiques et difficiles à gérer, et ce processus est interdit dans de nombreux pays à cause de cela.
En 2006, Trafigura a utilisé ce procédé puis a déversé les déchets en Côte d'Ivoire.
D'autres usages courants de la caustique liquide incluent :
Le caustique liquide est utilisé pour fabriquer des savons et des détergents.
Le caustique liquide est utilisé pour le savon dur, tandis que l'hydroxyde de potassium est utilisé pour les savons liquides.
Le caustique liquide est utilisé plus souvent que l'hydroxyde de potassium car il est moins cher et en plus petite quantité est nécessaire.
Le caustique liquide est utilisé comme nettoyant de canalisations qui transforme les graisses et les graisses qui bouchent les tuyaux en savon, qui se dissout dans l'eau.
Le caustique liquide est utilisé pour fabriquer des fibres textiles artificielles telles que le rayon.
Le caustique liquide est utilisé dans la fabrication du papier. Environ 56 % de l'hydroxyde de sodium produit est utilisé par l'industrie, dont 25 % dans l'industrie papiernière.
Le caustique liquide est utilisé pour purifier le minerai de bauxite dont l'aluminium est extrait.
C'est ce qu'on appelle le procédé Bayer.
Le caustique liquide est utilisé pour le raffinage du pétrole.
Le caustique liquide est utilisé pour fabriquer des teintures et des blanchisseurs.
Le caustique liquide est utilisé dans les stations de traitement des eaux pour réguler le pH.
Pulpe chimique :
Le caustique liquide est également largement utilisé dans la pâte du bois pour la fabrication de papier ou de fibres régénérées.
Avec le sulfure de sodium, le caustique liquide est un composant clé de la solution de liqueur blanche utilisée pour séparer la lignine des fibres de cellulose dans le procédé Kraft.
La caustique liquide joue également un rôle clé lors de plusieurs étapes ultérieures du processus de blanchiment de la pulpe brune résultant de la pulpe.
Ces étapes incluent la déligification de l'oxygène, l'extraction oxydative et l'extraction simple, toutes nécessitant un environnement alcalin fort avec un pH > 10,5 à la fin des étapes.
Digestion des tissus :
De manière similaire, le caustique liquide est utilisé pour digérer les tissus, comme dans un procédé utilisé autrefois avec des animaux d'élevage.
Ce procédé consistait à placer une carcasse dans une chambre scellée, puis à ajouter un mélange d'hydroxyde de sodium et d'eau (qui rompait les liaisons chimiques qui maintiennent la chair intacte).
Cela finit par transformer le corps en un liquide de couleur brun foncé et les seuls solides restants sont des coques d'os, qui peuvent être écrasées entre les doigts.
Le caustique liquide est fréquemment utilisé lors de la décomposition des animaux écrasés dans les décharges par les entrepreneurs en élimination animale.
En raison de sa disponibilité et de son faible coût, le caustique liquide a été utilisé par les criminels pour se débarrasser des cadavres.
La tueuse en série italienne Leonarda Cianciulli a utilisé ce produit chimique pour transformer les cadavres en savon.
Au Mexique, un homme travaillant pour des cartels de drogue a admis s'être débarrassé de plus de 300 corps avec ce système.
Le caustique liquide est une substance chimique dangereuse en raison de sa capacité à hydrolyser les protéines.
Si une solution diluée est renversée sur la peau, des brûlures peuvent survenir si la zone n'est pas bien lavée et pendant plusieurs minutes avec de l'eau courante.
Les éclaboussures dans l'œil peuvent être plus graves et entraîner la cécité.
Dissolution des métaux et composés amphotériques :
Les socles solides attaquent l'aluminium.
Le caustique liquide réagit avec l'aluminium et l'eau pour libérer de l'hydrogène.
L'aluminium prend un atome d'oxygène du caustique liquide, qui à son tour prend un atome d'oxygène de l'eau, et libère deux atomes d'hydrogène.
La réaction produit ainsi du gaz hydrogène et de l'aluminate de sodium.
Dans cette réaction, le caustique liquide agit comme un agent pour rendre la solution alcaline, 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 utilisé comme 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 donnée de différentes manières : NaAlO2, Na3AlO3, Na[Al(OH)4], Na2O· Al2O3 ou Na2Al2O4.
La formation du tétrahydroxoaluminate de sodium(III) ou de l'aluminate de sodium hydraté est donnée par :
2 Al + 2 NaOH + 6 H2O → 2 Na[Al(OH)4] + 3 H2
Cette réaction peut être utile pour la gravure, la suppression de l'anodisation ou la conversion d'une surface polie en une finition satinée, mais sans passivation supplémentaire comme l'anodise ou l'aloding, la surface peut se dégrader, soit en usage normal, soit dans des conditions atmosphériques sévères.
Dans le procédé Bayer, la caustique liquide est utilisée dans le raffinage des minerais contenant de l'alumine (bauxite) pour produire de l'alumine (oxyde d'aluminium), qui est la matière première utilisée pour produire de l'aluminium via le procédé électrolytique Hall-Héroult.
Comme l'alumine est amphotérique, la caustique liquide se dissout dans la caustique liquide, laissant des impuretés moins solubles à pH élevé, comme les oxydes de fer, sous forme de boue rouge très alcaline.
D'autres métaux amphotériques sont le zinc et le plomb, qui se dissolvent dans des solutions liquides caustiques concentrées pour produire respectivement du zincate de sodium et du plumbate de sodium.
Réactif d'estérification et de transestérification :
Le caustique liquide est traditionnellement utilisé dans la fabrication du savon (savon à froid, saponification).
Le caustique liquide a été fabriqué au XIXe siècle pour une surface dure plutôt que pour un produit liquide, car il était plus facile à stocker et à transporter.
Pour la fabrication du biodiesel, le caustique liquide est utilisé comme catalyseur pour la transestérification du méthanol et des triglycérides.
Cela ne fonctionne qu'avec le caustique liquide anhydre, car combiné à l'eau, la graisse se transformerait en savon, qui serait contaminé par le méthanol.
En raison des coûts de production, le caustique liquide, produit à partir de sel commun, est moins cher que l'hydroxyde de potassium.
Ingrédient de soins de la peau :
Le caustique liquide est un ingrédient utilisé dans certains produits de soins de la peau et cosmétiques, tels que les nettoyants pour le visage, les crèmes, les lotions et le maquillage.
Le caustique liquide est généralement utilisé à faible concentration comme équilibreur de pH, en raison de sa nature très alcaline.
Préparation des aliments :
Les utilisations alimentaires du caustique liquide incluent le lavage ou l'épluche chimique des fruits et légumes, la transformation du chocolat et du cacao, la production de colorants au caramel, l'ébouilliment de volailles, la transformation des boissons gazeuses et l'épaississement de la glace.
Les olives sont souvent trempées dans du liquide caustique pour ramollir ; les bretzels et les rouleaux de soude caustique allemande sont glacés avec une solution d'hydroxyde de sodium avant de cuire pour les rendre croustillants.
En raison de la difficulté à obtenir du caustique liquide de qualité alimentaire en petites quantités pour un usage domestique, le carbonate de sodium est souvent utilisé à la place du caustique liquide.
Le caustique liquide est connu sous le nom de numéro E E524.
Les aliments spécifiques transformés avec du caustique liquide incluent :
Les bretzels allemands sont pochés dans une solution bouillante de carbonate de sodium ou une solution caustique liquide froide avant la cuisson, ce qui contribue à leur croûte unique.
L'eau de soude caustique est un ingrédient essentiel dans la croûte des traditionnelles gâteaux chinois de lune cuits au four.
La plupart des nouilles chinoises de couleur jaune sont faites avec de l'eau de soude caustique mais sont souvent confondues avec des œufs.
Une variété de zongzi utilise de l'eau de soude caustique pour donner une saveur sucrée.
Le caustique liquide provoque la gélification des blancs d'œufs lors de la production des œufs de century.
Certaines méthodes de préparation des olives consistent à les soumettre à une saumure à base de soude.
Le dessert philippin (philippin : kakanin) appelé kutsinta utilise une petite quantité d'eau de soude caustique pour donner à la pâte à farine de riz une consistance geléeuse.
Un procédé similaire est également utilisé dans le kakanin, appelé pitsi-pitsi ou pichi-pichi, sauf que le mélange utilise du manioc râpé au lieu de farine de riz.
Le plat norvégien connu sous le nom de lutefisk (norvégien : lutfisk, litt. « poisson de lessive »).
Les bagels sont souvent bouillis dans une solution de soude caustique avant la cuisson, ce qui contribue à leur croûte brillante.
Le hominy est des grains de maïs séchés reconstitués par trempage dans de l'eau de soude.
Ces noix grossissent considérablement et peuvent être transformés en frites pour faire des noix de maïs ou en séchant et broyant pour faire du gruau.
Le hominy est utilisé pour créer la masa, une farine populaire utilisée 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 du caustique liquide.
Agent nettoyant :
Le caustique liquide est fréquemment utilisé comme agent nettoyant industriel, où il est souvent appelé « caustique ».
Du caustique liquide est ajouté à l'eau, chauffé, puis utilisé pour nettoyer les équipements de procédés, les réservoirs de stockage et d'autres objets.
Le caustique liquide peut dissoudre la graisse, les huiles, les lipides et les dépôts à base de protéines.
La caustique liquide est également utilisée pour nettoyer les tuyaux de rejet des déchets sous les éviers et les drains dans les propriétés domestiques.
Des tensioactifs peuvent être ajoutés à la solution caustique liquide afin de stabiliser les substances dissoutes et ainsi prévenir la redéposition.
Une solution de trempage caustique liquide est utilisée comme puissant dégraissant sur l'acier inoxydable et les ustensiles de pâtisserie en verre.
Le caustique liquide est aussi un ingrédient courant dans les nettoyants pour fours.
Une utilisation courante du caustique liquide est la fabrication de lessives pour pièces.
Les lessives à base de liquide caustique sont parmi les produits chimiques les plus agressifs pour nettoyer les laveuses de pièces.
Les détergents liquides à base de caustique comprennent des tensioactifs, des inhibiteurs de rouille et des anti-mousses.
Un lave-pièces chauffe l'eau et la lessive dans un meuble fermé, puis vaporise à pression l'eau caustique et chaude liquide chauffée contre les pièces sales pour les applications de dégraissage.
La caustique liquide utilisée de cette manière a remplacé de nombreux systèmes à base de solvants au début des années 1990, lorsque le trichloroéthane a été interdit par le Protocole de Montréal.
Les laveuses de pièces à base de détergent caustique liquide et d'eau sont considérées comme une amélioration environnementale par rapport aux méthodes de nettoyage à base de solvants.
Le caustique liquide est utilisé à la maison comme un type d'ouvre-bouche pour déboucher les canalisations bouchées, généralement sous forme de cristal sec ou sous forme de gel liquide épais.
L'alcali réagit avec les graisses pour produire du savon soluble dans l'eau et du glycérol.
La caustique liquide hydrolyse également les protéines, comme celles présentes dans les cheveux, ce qui peut bloquer les canalisations d'eaux usées.
La dissolution du liquide caustique dans l'eau est une réaction exothermique produisant d'importantes quantités de chaleur, ce qui aide à accélérer les réactions avec la graisse et d'autres matières organiques.
Ces nettoyants alcalins et leurs versions acides sont très corrosifs et doivent être manipulés avec beaucoup de précaution.
Défrisant :
Le caustique liquide est utilisé dans certains défrisants pour lisser les cheveux.
Cependant, en raison de la forte incidence et intensité des brûlures chimiques, les fabricants de relaxants chimiques utilisent d'autres produits alcalins dans les préparations disponibles pour les consommateurs.
Les défrisants caustiques liquides sont toujours disponibles, mais ils sont principalement utilisés par des professionnels.
Décapant :
Une solution de caustique liquide dans l'eau était traditionnellement utilisée comme décapant de peinture le plus courant sur les objets en bois.
L'utilisation de la caustique liquide est devenue moins courante, car elle peut endommager la surface du bois, rehausser le grain et tacher la couleur.
Traitement de l'eau :
Le caustique liquide est parfois utilisé lors de la purification de l'eau pour augmenter le pH des réserves d'eau.
Un pH accru rend l'eau moins corrosive pour la plomberie et réduit la quantité de plomb, de cuivre et d'autres métaux toxiques qui peuvent se dissoudre dans l'eau potable.
Usages historiques :
Le caustique liquide a été utilisé pour détecter l'empoisonnement au monoxyde de carbone, les échantillons sanguins de ces patients prenant une couleur vermillon à l'ajout de quelques gouttes de caustique liquide.
Aujourd'hui, l'intoxication au monoxyde de carbone peut être détectée par oxymétrie au CO.
Dans les mélanges de ciment, mortiers, béton et coulis :
Le caustique liquide est utilisé dans certains plastifiants à base de ciment.
Cela aide à homogénéiser les mélanges de ciment, empêchant la séparation des sables et du ciment, diminue la quantité d'eau nécessaire dans un mélange et augmente la travaillabilité du produit cimentaire, qu'il s'agisse de mortier, d'enduit ou de béton.
Applications du caustique liquide :
Le caustique liquide est utilisé pour le contrôle de l'acidité, l'élimination des odeurs, le nettoyage des tuyaux, l'équilibrage du pH).
Le caustique liquide est utilisé comme adhésif, dans l'impression thermosensible, dans le papier journal.
La caustique liquide est utilisée dans la production d'aluminate de sodium, cyanure de sodium, silicate, polycarbonate, oxyde de titane, zéolite.
Le caustique liquide est utilisé pour éliminer les résidus du produit final, le blanchiment).
La caustique liquide est utilisée dans la production de STTP, d'hypochlorite de sodium, de savon, de cuits et de cure-pipes.
Le caustique liquide est utilisé dans la production de phénolate de sodium [aspirine et antiseptique].
La caustique liquide est utilisée pour raffiner l'huile comestible, éplucher les fruits et légumes, et congeler).
Le caustique liquide est utilisé pour le nettoyage d'huile, la purification de l'eau, le nettoyage des équipements).
Le caustique liquide est utilisé dans la fabrication d'adhésifs pour étiquettes avec de l'amidon, de la soude caustique, de l'eau, du silicate.
La caustique liquide est utilisée dans la fabrication de la colle en carton ondulé avec de l'amidon, de la soude caustique, de l'eau, du borax.
La caustique liquide est utilisée pour éliminer les résidus acides des produits raffinés, extraire les phénols, équilibrer le pH dans la boue de forage, forage) Pour éliminer le calcium et les bactéries.
La caustique liquide est utilisée pour le nettoyage des filtres (dans les bassins filtrants) et les unités d'acide de nettoyage dans les mines.
De plus, on utilise du caustique liquide, tandis que le sodium (hydroxyde de sodium) ou le chaux (hydroxyde de calcium) sont utilisés pour ajuster la valeur de pH du cyanure de sodium.
Le caustique liquide est utilisé pour le contrôle de l'acidité, l'élimination des odeurs, le nettoyage des tuyaux, l'équilibrage du pH).
La caustique liquide est utilisée comme adhésif, dans l'impression thermosensible, dans le papier journal.
La caustique liquide est utilisée dans la production d'aluminate de sodium, cyanure de sodium, silicate, polycarbonate, oxyde de titane, zéolite.
Le caustique liquide est utilisé pour éliminer les résidus du produit final, lors du blanchiment.
La caustique liquide est utilisée dans la production de STTP, d'hypochlorite de sodium, de savon, de cuits et de cure-pipes.
Le caustique liquide est utilisé dans la production de phénolate de sodium [aspirine et antiseptique].
Le caustique liquide est utilisé pour raffiner l'huile comestible, éplucher les fruits et légumes, et congeler.
Le caustique liquide est utilisé pour le nettoyage d'huile, la purification de l'eau et le nettoyage des équipements.
La caustique liquide est également utilisée pour ajuster la valeur de pH du cyanure de sodium utilisée. La soude caustique (hydroxyde de sodium) ou l'hydroxyde de calcium de chaux est utilisée.
Propriétés du caustique liquide :
L'apparence physique du caustique liquide est un liquide incolore.
La caustique liquide est plus lourde que l'eau en densité.
Cela signifie que le caustique liquide est plus visqueux que l'eau en termes de viscosité.
La densité du caustique liquide est de 1,515 g/ml à 20 °C.
Le caustique liquide est un produit chimique inodore.
Le point d'ébullition est de 130 °C.
Le point de fusion est de 0 °C.
Le caustique liquide est une base très forte.
Le caustique liquide a la capacité de se dissoudre dans l'eau, l'alcool et le glycérol.
Propriétés physiques :
Le caustique liquide pur est un solide cristallin incolore qui fond à 318 °C (604 °F) sans décomposition et bout à 1 388 °C (2 530 °F).
Le caustique liquide est très soluble dans l'eau, avec une solubilité plus faible dans les solvants polaires tels que l'éthanol et le méthanol.
Le caustique liquide est insoluble dans l'éther et d'autres solvants non polaires.
Similaire à l'hydratation de l'acide sulfurique, la dissolution du liquide caustique solide dans l'eau est une réaction hautement exothermique où une grande quantité de chaleur est libérée, menaçant la sécurité par la possibilité d'éclaboussures.
La solution résultante est généralement incolore et inodore.
Comme pour d'autres solutions alcalines, le caustique liquide est glissant au contact de la peau en raison du processus de saponification qui se produit entre la NaOH et les huiles naturelles de la peau.
Viscosité :
Les solutions aqueuses concentrées (50 %) de Liquid caustique ont une viscosité caractéristique, 78 mPa·s, bien 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 pour tout produit chimique liquide, est inversement liée à sa température, c'est-à-dire que sa viscosité diminue à mesure que la température augmente, et inversement.
La viscosité des solutions caustiques liquides joue un rôle direct dans leur application ainsi que dans leur stockage.
Hydrates :
Le caustique liquide peut former plusieurs hydrates NaOH·nH2O, ce qui donne un diagramme de solubilité complexe décrit en détail par Spencer Umfreville Pickering en 1893.
Les hydrates connus et les plages approximatives de température et de concentration (pourcentage de masse de NaOH) de leurs solutions d'eau saturée sont :
Heptahydrate, NaOH·7H2O : de −28 °C (18,8 %) à −24 °C (22,2 %).
Pentahydrate, NaOH·5H2O : de −24 °C (22,2 %) à −17,7 °C (24,8 %).
Forme α tétrahydrate, NaOH·4H2O, : de −17,7 °C (24,8 %) à 5,4 °C (32,5 %).
Tétrahydrate, NaOH·4H2O, forme β : métastable.
Trihémihydrate, NaOH·3,5H2O : de 5,4 °C (32,5 %) à 15,38 °C (38,8 %) puis à 5,0 °C (45,7 %).
Trihydrate, NaOH·3H2O : métastable.
Dihydre, NaOH·2H2O : 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 enquêtes approfondies ultérieures n'ont pas confirmé leur existence.
Les seuls hydrates présentant des points de fusion stables sont NaOH· H2O (65,10 °C) et NaOH·3,5H2O (15,38 °C).
Les autres hydrates, à l'exception des méstables NaOH·3H2O et NaOH·4H2O (β), peuvent être cristallisés à partir de solutions de composition appropriée.
Cependant, les solutions de NaOH peuvent être facilement surrefroidies de plusieurs degrés, ce qui permet la formation d'hydrates (y compris les métastables) à partir de solutions de concentrations différentes.
Par exemple, lorsqu'une solution de NaOH et d'eau avec un ratio mol de 1:2 (52,6 % de NaOH en masse) est refroidie, le monohydrate commence normalement à cristalliser (à environ 22 °C) avant le dihydrate.
Cependant, la solution peut facilement être surrefroidie jusqu'à −15 °C, moment où le caustique liquide peut rapidement se cristalliser sous forme de dihydraté.
Lorsqu'il est chauffé, le dihydre solide peut fondre directement en solution à 13,35 °C ; cependant, une fois que la température dépasse 12,58 °C, il se décompose souvent en monohydrate solide et en solution liquide.
Même le n = 3,5 hydrate est difficile à cristalliser, car la solution surrefroidit tellement que les autres hydrates deviennent plus stables.
Une solution d'eau chaude contenant 73,1 % (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 seconde composition eutectique stable est de 45,4 % (masse) de NaOH, qui se solidifie à environ 4,9 °C en un mélange de cristaux de dihydrate et de 3,5-hydrate.
Le troisième eutectique stable présente 18,4 % (masse) de NaOH.
Le caustique liquide se solidifie à environ −28,7 °C sous forme d'un mélange de glace d'eau et d'heptahydrate NaOH·7H2O.
Lorsque des solutions contenant moins de 18,4 % de NaOH sont refroidies, la glace d'eau cristallise en premier, laissant le NaOH en solution.
La forme α du tétrahydrate a une densité de 1,33 g/cm3.
Le liquide caustique fond de manière congrue à 7,55 °C en un liquide contenant 35,7 % de NaOH et une densité de 1,392 g/cm3, et flotte donc dessus comme de la glace sur l'eau.
Cependant, à environ 4,9 °C, le caustique liquide peut fondre de manière incongrue en un mélange de NaOH·3.5H2O solide et d'une solution liquide.
La forme β du tétrahydrate est métastable et se transforme souvent spontanément en forme α lorsqu'elle refroidit en dessous de −20 °C.
Une fois initiée, la transformation exothermique est complète en quelques minutes, avec une augmentation de 6,5 % du volume du solide.
La forme β peut être cristallisée à partir de solutions surrefroidies à −26 °C, et fondre partiellement à −1,83 °C.
Le « caustique liquide » du commerce est souvent le monohydrate (densité 1,829 g/cm3).
Les données physiques dans la littérature technique peuvent faire référence à cette forme, plutôt qu'au composé anhydre.
Structure cristalline :
NaOH et son monohydrate forment des cristaux orthorhombes avec les groupes d'espace Cmcm (oS8) et Pbca (oP24), respectivement.
Les dimensions de la cellule monohydratée sont a = 1,1825, b = 0,6213, c = 0,6069 nm.
Les atomes sont disposés en une structure de couche de type hydrargillite, chaque atome de sodium étant entouré de six atomes d'oxygène, trois provenant d'ions hydroxyde et trois de molécules d'eau.
Les atomes d'hydrogène des hydroxyles forment des liaisons fortes avec les atomes d'oxygène dans chaque couche d'O.
Les couches d'O adjacentes sont maintenues ensemble par des liaisons hydrogène entre les molécules d'eau.
Propriétés chimiques :
Réaction avec les acides :
Le caustique liquide réagit avec les acides protiques pour produire de l'eau et les sels correspondants.
Par exemple, lorsque le caustique liquide réagit avec l'acide chlorhydrique, le chlorure de sodium se forme :
NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)
En général, de telles réactions de neutralisation sont représentées par une équation ionique nette simple :
OH−(aq) + H+(aq) → H2O(l)
Ce type de réaction avec un acide fort libère de la chaleur, et est donc exothermique.
De telles réactions acide-base peuvent également être utilisées pour les titrations.
Cependant, le caustique liquide n'est pas utilisé comme norme principale car il est hygroscopique et absorbe le dioxyde de carbone de l'air.
Réaction avec les oxydes acides :
Le caustique liquide réagit également avec des oxydes acides, tels que le dioxyde de soufre.
De telles réactions sont souvent utilisées pour « frotter » les gaz acides nocifs (comme le SO2 et l'H2S) produits lors de la combustion du charbon et ainsi empêcher leur libération dans l'atmosphère.
Par exemple,
2 NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O
Réaction avec les métaux et les oxydes :
Le verre réagit lentement avec des solutions aqueuses liquides caustiques à température ambiante pour former des silicates solubles.
À cause de cela, les joints en verre et les robinets exposés à la caustique liquide ont tendance à « geler ».
Les fioles et les réacteurs chimiques doublés de verre sont endommagés par une exposition prolongée au liquide caustique chaud, qui givre également le verre.
La caustique liquide n'attaque pas le fer à température ambiante, car le fer n'a pas de propriétés amphotériques (c'est-à-dire qu'il ne se dissout que dans l'acide, pas en base).
Néanmoins, à haute température (par exemple au-dessus de 500 °C), le fer peut réagir endothermiquement avec le caustique liquide pour former de l'oxyde de fer(III), du sodium métallique et de l'hydrogène.
Cela est dû à l'enthalpie de formation plus faible de l'oxyde de fer(III) (−824,2 kJ/mol) comparée à la fluidité caustique liquide (−500 kJ/mol) et au changement positif d'entropie de la réaction, ce qui implique une spontanéité à haute température (ΔST > ΔH, ΔG < 0) et une non-spontanéité à basse température (ΔST < ΔH, ΔG > 0).
Considérons la réaction suivante entre des limailles de fer liquides en fusion caustique et des limes de fer finement divisés :
4 Fe + 6 NaOH → 2 Fe2O3 + 6 Na + 3 H2
Cependant, quelques métaux de transition peuvent réagir assez vigoureusement avec le caustique liquide dans des conditions plus douces.
En 1986, un camion-citerne routier en aluminium au Royaume-Uni a été utilisé par erreur pour transporter une solution caustique liquide à 25 %, provoquant la pressurisation du contenu et endommageant les camions-citernes.
La pressurisation est due à l'hydrogène gazeux produit lors de la réaction entre le caustique liquide et l'aluminium :
2 Al + 2 NaOH + 6 H2O → 2 Na[Al(OH)4] + 3 H2
Précipitant :
Contrairement à la caustique liquide, qui est soluble, les hydroxydes de la plupart des métaux de transition sont insolubles, et donc la caustique liquide peut être utilisée 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 se dissolvent dans un excès de caustique liquide pour obtenir 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 préparé à l'usine de traitement à partir de sulfate d'aluminium en le faisant réagir avec du caustique liquide ou du 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 :
Le caustique liquide peut être utilisé pour l'hydrolyse des esters (également appelée saponification), amides et halogénures d'alkyle.
Cependant, la solubilité limitée du caustique liquide dans les solvants organiques fait que l'hydroxyde de potassium (KOH), plus soluble, est souvent préféré.
Toucher une solution caustique liquide à mains nues, bien que non recommandé, donne une sensation glissante.
Cela arrive parce que les huiles sur la peau, comme le sébum, sont converties en savon.
Malgré la solubilité contenue dans le propylène glycol, le caustique liquide est peu susceptible de remplacer l'eau lors de la saponification en raison de la réaction principale du propylène glycol avec la graisse avant la réaction entre le caustique liquide et la graisse.
Production de caustique liquide :
Le caustique liquide est produit industriellement, d'abord sous forme de solution à 32 %, puis évaporé en une solution à 50 % par des variations du procédé électrolytique chloralcalin.
Le gaz de chlore est le principal sous-produit de ce procédé.
L'hydroxyde de sodium solide est obtenu à partir de cette solution par évaporation de l'eau.
L'hydroxyde de sodium solide est le plus souvent vendu sous forme de flocons, de prills et de blocs moulés.
En 2022, la production mondiale a été estimée à 83 millions de tonnes sèches de caustique liquide, et la demande estimée à 51 millions de tonnes.
En 1998, la production mondiale totale était d'environ 45 millions de tonnes.
L'Amérique du Nord et l'Asie ont chacune contribué à environ 14 millions de tonnes, tandis que l'Europe en a produit environ 10 millions de tonnes.
Aux États-Unis, le principal producteur de caustique liquide est Olin, qui produit annuellement environ 5,7 millions de tonnes sur des sites à Freeport, Texas ; Plaquemine, Louisiane ; St. Gabriel, Louisiane ; McIntosh, Alabama ; Charleston, Tennessee ; Niagara Falls, New York ; et Bécancour, Canada.
Parmi les autres grands producteurs américains figurent Oxychem, Westlake, Shintech et Formosa.
Toutes ces entreprises utilisent le procédé chloralcali.
Historiquement, le caustique liquide était produit en traitant le carbonate de sodium avec de l'hydroxyde de calcium (chaux éteinte) dans une réaction de métathèse qui profite du fait que le caustique liquide est soluble, tandis que le carbonate de calcium ne l'est pas.
Ce procédé s'appelait caustizante.
Ca(OH)2(aq) + Na2CO3(s) → CaCO3(s) + 2 NaOH(aq)
Le carbonate de sodium pour cette réaction a été produit par le procédé Leblanc au début du XIXe siècle, ou le procédé Solvay à la fin du XIXe siècle.
La conversion du carbonate de sodium en caustique liquide a été entièrement supplantée par le procédé chloralcalin, qui produit de l'hydroxyde de sodium en un seul procédé.
Le caustique liquide est également produit en combinant du sodium pur avec de l'eau.
Les sous-produits sont l'hydrogène gazeux et la chaleur, ce qui entraîne souvent une flamme.
2 Na(s) + 2 H2O(l) → 2 NaOH(aq) + H2(g)
Cette réaction est couramment utilisée pour démontrer la réactivité des métaux alcalins dans des environnements académiques ; cependant, le caustique liquide n'est pas utilisé commercialement, sauf lors d'une réaction au sein du procédé chloralcalin des cellules de mercure où l'amalgame de sodium est réagi avec de l'eau.
Histoire du caustique liquide :
La caustique liquide a d'abord été préparée par les fabricants de savon.
Une procédure pour fabriquer du caustique liquide est apparue dans une recette de fabrication de savon dans un livre arabe de la fin du XIIIe siècle : Al-mukhtara' fi funun min al-suna' (Inventions des divers arts industriels), compilée par al-Muzaffar Yusuf ibn 'Umar ibn 'Ali ibn Rasul (d. 1295), un roi du Yémen.
La recette prévoyait de faire passer l'eau à plusieurs reprises à travers un mélange d'alcali (arabe : al-qily, où le qily est la cendre des plantes de salite, riches en sodium ; donc l'alcali était un carbonate de sodium impur) et de chaux vive (oxyde de calcium, CaO), obtenant ainsi une solution de caustique liquide.
Les fabricants européens de savon ont également suivi cette recette.
Lorsque, en 1791, le chimiste et chirurgien français Nicolas Leblanc (1742–1806) breveta un procédé de production en masse de carbonate de sodium, la « cendre de soude » naturelle (carbonate de sodium impur extrait des cendres de plantes riches en sodium)[57] : p36 fut remplacé par cette version artificielle.
Cependant, au XXe siècle, l'électrolyse du chlorure de sodium était devenue la méthode principale pour produire du caustique liquide.
Stabilité et réactivité du caustique liquide :
Stabilité chimique :
Stable dans des conditions de stockage et de manipulation recommandées.
Réactivité :
Elle réagit fortement avec les acides et peut réagir avec certains métaux pour libérer un gaz hydrogène inflammable.
Conditions à éviter :
Chaleur excessive, dilution incontrôlée, contact avec des substances incompatibles et métaux réactifs.
Matériaux incompatibles :
Acides forts, sels d'ammonium, aluminium, zinc, étain et autres métaux réactifs.
Manipulation et stockage du caustique liquide :
Manipulation sécurisée :
Évitez le contact avec la peau, les yeux et les vêtements et évitez la formation d'éclaboussures ou de brume.
Conditions de stockage :
Conservez bien fermé dans un endroit frais, sec et bien ventilé, à l'aide de contenants et d'équipements résistants à la corrosion.
Mesures de premiers secours pour le caustique liquide :
Inhalation :
Faites passer la personne atteinte à l'air frais et consultez un médecin si une irritation ou des difficultés respiratoires surviennent.
Contact cutané :
Rincez immédiatement avec beaucoup d'eau et retirez les vêtements contaminés.
Contact visuel :
Rincez immédiatement avec beaucoup d'eau pendant au moins 15 minutes et obtenez des soins médicaux urgents.
Ingestion :
Rincez la bouche, ne provoquez pas de vomissements et consultez immédiatement un médecin.
Mesures de lutte contre l'incendie du caustique liquide :
Supports d'extinction appropriés :
Utilisez un support d'extinction adapté au feu environnant.
Dangers spécifiques :
Le produit est non inflammable, mais le contact avec certains métaux peut générer un gaz hydrogène inflammable.
Équipement de protection :
Les pompiers doivent porter des vêtements protecteurs résistants aux produits chimiques et des appareils respiratoires autonomes lorsque cela est nécessaire.
Mesures de libération accidentelle du caustique liquide :
Précautions personnelles :
Évitez le contact direct, les éclaboussures et l'inhalation de brume, et portez un équipement de protection approprié.
Méthodes de nettoyage :
Contenir la fuite, absorber avec un matériau inerte approprié lorsque cela est approprié, puis transférer dans un conteneur à déchets résistant à la corrosion.
Précautions environnementales :
Empêchez que des quantités importantes ne pénètrent dans les drains, le sol ou les eaux de surface.
Contrôles d'exposition / Protection personnelle du caustique liquide :
Contrôles techniques :
Fournir une ventilation adéquate, des stations de lavage des yeux et des douches de secours de sécurité.
Protection des yeux :
Portez des lunettes de sécurité chimique bien ajustées et une protection faciale lorsque l'exposition aux éclaboussures est possible.
Protection des mains :
Portez des gants chimiques résistants aux alcalins adaptés.
Protection de la peau :
Portez des vêtements et des chaussures de protection résistants aux produits chimiques.
Protection respiratoire :
Utilisez une protection respiratoire appropriée lorsque l'exposition aux brumes ou aux aérosols ne peut pas être correctement contrôlée.
Identifiants du caustique liquide :
Nom chimique : Solution d'hydroxyde de sodium
Nom commun : caustique liquide
Numéro CAS : 1310-73-2
Numéro EC : 215-185-5
Numéro ONU : ONU 1824
Formule moléculaire : NaOH
Poids moléculaire : 40,00 g/mol
Nom IUPAC : Hydroxyde de sodium
Formule chimique : NaOH
CAS n° : 1310-73-2
EC n° : 215-185-5
NO ONU : 1824
Code HS : 28151200
Numéro CAS : 1310-73-2
ChEBI : CHEBI :32145
ChemSpider : 14114
ECHA InfoCard : 100.013.805
Numéro EC : 215-185-5
Numéro E : E524 (régulateurs d'acidité, ...)
Gmelin Référence : 68430
KEGG : D01169
MeSH : Sodiu + Hydroxyde
PubChem CID : 14798
Numéro RTECS : WB4900000
UNII : 55X04QC32I
Numéro ONU : 1823 (solide), 1824 (solution)
Tableau de bord CompTox (EPA) : DTXSID0029634
InChI : InChI=1S/Na.H2O/h ; 1H2/q+1 ;/p-1
Clé : HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M
InChI=1/Na.H2O/h ; 1H2/q+1 ;/p-1
Clé : HEMHJVSKTPXQMS-REWHXWOFAM
SOURIRE : [OH-]. [Na+]
Propriétés du caustique liquide :
Formule chimique : NaOH
Masse molaire : 39,997 g·mol−1
Apparence : cristaux blancs et opaques
Odeur : inodore
Densité : 2,13 g/cm3
Point de fusion : 323 °C (613 °F ; 596 K)
Point d'ébullition : 1 388 °C (2 530 °F ; 1 661 K)
Solubilité dans l'eau : 418 g/L (0 °C)
1000 g/L (25 °C)
3370 g/L (100 °C)
Solubilité : soluble dans le glycérol, négligeable en ammoniac, insoluble dans l'éther, lentement soluble dans le propylène glycol
Solubilité dans le méthanol : 238 g/L
Solubilité dans l'éthanol : 139 g/L
Pression de vapeur : <2,4 kPa (20 °C)
0,1 kPa (700 °C)
Acidité (pKa) : 13,9 (Na+)
Basique (pKb) : 0,0 (OH−)
Susceptibilité magnétique (χ) : −15,8·10−6 cm3/mol (aq.)
Indice de réfraction (nD) : 1,3576
Apparence : Liquide clair, incolore
Odeur : Inodore
Forme physique : solution aqueuse
Couleur : Incolore
Formule moléculaire (soude caustique liquide) : NaOH
Poids moléculaire : 39,997 g/mol
Nom chimique : Hydroxyde de sodium
Numéro CAS : 1310-73-2
Spécifications du caustique liquide :
Code produit : KIF-CAUL
Hydroxide de sodium % (m/m) : 47,5±1,5
Chlorure de sodium max. mg/kg : 250
Chlorure max. mg/kg : 150
Structure du caustique liquide :
Structure cristalline : orthorhombique, oS8
Groupe spatial : Cmcm, n° 63
Constante de réseau :
A = 0,34013 nm, B = 1,1378 nm, C = 0,33984 nm
Unités de formule (Z) : 4
Thermochimie du caustique liquide :
Capacité thermique (C) : 59,5 J/(mol· K)
Entropie molaire standard (S⦵298) : 64,4 J/(mol· K)
Enthalpie standard de formation (ΔfH⦵298) : −425,8 kJ/mol
Énergie libre de Gibbs (ΔfG⦵) : −379,7 kJ/mol
Composés apparentés du caustique liquide :
Deutéroxyde de sodium
Chloroxde de sodium
Autres anions :
Hydrosulfure de sodium
Hydrure de sodium
Oxyde de sodium
Autres cations :
Hydroxyde de lithium
Hydroxyde de potassium
Hydroxyde de rubidium
Hydroxyde de césium
Hydroxyde de francium
Noms du caustique liquide :
Nom IUPAC :
Hydroxyde de sodium
Autres noms :
Ascarite
Soda caustique
Lessive
Soda lessive
Hydrate de sodium
Caustique blanche
