เมื่อพูดถึงอุตสาหกรรมเคมีเถ้าโซดาหนักเป็นสารประกอบที่รู้จักกันดีและใช้กันอย่างแพร่หลาย ในฐานะซัพพลายเออร์โซดาที่หนักหน่วงฉันมักจะได้รับคำถามต่าง ๆ จากลูกค้าและคำถามที่ปรากฏขึ้นบ่อยครั้งเกี่ยวกับค่า pH ของโซดาโซดาแอช ในบล็อกนี้ฉันจะเจาะลึกหัวข้อโดยละเอียดสำรวจว่า Soda Ash คืออะไรการกำหนดค่า pH ของโซลูชันและปัจจัยที่สามารถมีอิทธิพลต่อค่า pH นี้ได้อย่างไร
โซดาแอชหนักคืออะไร?
เถ้าโซดาหนักหรือที่รู้จักกันในชื่อโซเดียมคาร์บอเนต ($ na_2co_3 $) เป็นสารประกอบอนินทรีย์ มันแตกต่างจากเถ้าโซดาอ่อนส่วนใหญ่ในแง่ของความหนาแน่นและขนาดอนุภาค เถ้าโซดาหนักมีความหนาแน่นสูงกว่าและขนาดอนุภาคที่ใหญ่กว่าซึ่งทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่จำเป็นต้องใช้ผลิตภัณฑ์ที่หนาแน่นเช่นในอุตสาหกรรมแก้ว
แนวคิดของ pH
ก่อนที่เราจะดำน้ำในค่า pH ของสารละลายโซดาหนัก ๆ ลองทบทวนสั้น ๆ ว่าค่า pH คืออะไร มาตราส่วนค่า pH เป็นการวัดความเป็นกรดหรือความเป็นด่างของสารละลาย มันอยู่ในช่วงตั้งแต่ 0 ถึง 14 โดยที่ค่า pH ของ 7 ถือว่าเป็นกลาง การแก้ปัญหาที่มีค่า pH น้อยกว่า 7 นั้นเป็นกรดในขณะที่ผู้ที่มีค่า pH มากกว่า 7 เป็นด่างหรือพื้นฐาน ค่า pH ถูกกำหนดให้เป็นลอการิทึมเชิงลบ (ฐาน 10) ของความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออน ($ [H^+] $) ในการแก้ปัญหาแสดงเป็น $ pH = -log [H^+] $
pH ของสารละลายโซดาหนัก
เมื่อเถ้าโซดาหนัก ($ na_2co_3 $) ถูกละลายในน้ำมันจะผ่านปฏิกิริยาการไฮโดรไลซิส คาร์บอเนตไอออน ($ co_3^{2 -} $) ทำปฏิกิริยากับโมเลกุลของน้ำในกระบวนการสองขั้นตอน:
ขั้นตอนการไฮโดรไลซิสแรกคือ:
$ co_3^{2-} + h_2o \ rightleftharpoons hco_3^- + oh^- $
ขั้นตอนการไฮโดรไลซิสที่สองคือ:
$ hco_3^-+h_2o \ rightleftharpoons h_2co_3+oh^-$
ปฏิกิริยาเหล่านี้ส่งผลให้เกิดการผลิตไอออนไฮดรอกไซด์ ($ oh^-$) ในการแก้ปัญหา เนื่องจากการปรากฏตัวของไอออนไฮดรอกไซด์ทำให้สารละลายพื้นฐานสารละลายโซดาแอชหนักมีค่า pH มากกว่า 7
โดยทั่วไปสารละลาย 1% (w/v) ของเถ้าโซดาหนักที่อุณหภูมิห้อง (ประมาณ 25 ° C) มีค่า pH ประมาณ 11.6 - 11.8 อย่างไรก็ตามค่า pH ที่แน่นอนอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ
ปัจจัยที่มีผลต่อค่า pH ของสารละลายโซดาหนัก
ความเข้มข้น
ความเข้มข้นของเถ้าโซดาหนักในสารละลายมีบทบาทสำคัญในการกำหนดค่า pH เมื่อความเข้มข้นของเถ้าโซดาหนักเพิ่มขึ้นความเข้มข้นของไอออนคาร์บอเนตในสารละลายก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน จากปฏิกิริยาของการไฮโดรไลซิสที่กล่าวถึงข้างต้นไอออนคาร์บอเนตมากขึ้นจะทำปฏิกิริยากับน้ำเพื่อผลิตไอออนไฮดรอกไซด์มากขึ้นซึ่งนำไปสู่ค่า pH ที่สูงขึ้น ตัวอย่างเช่นสารละลายโซดาที่มีความเข้มข้นมากขึ้นกล่าวว่า 5% (w/v) จะมีค่า pH สูงกว่าเมื่อเทียบกับสารละลาย 1%
อุณหภูมิ
อุณหภูมิยังสามารถส่งผลกระทบต่อค่า pH ของสารละลายโซดาหนัก ปฏิกิริยาการไฮโดรไลซิสของไอออนคาร์บอเนตเป็นกระบวนการเสริมความร้อน ตามหลักการของ Le Chatelier การเพิ่มอุณหภูมิจะเปลี่ยนความสมดุลของปฏิกิริยาการไฮโดรไลซิสไปทางขวาส่งผลให้เกิดการผลิตไอออนไฮดรอกไซด์มากขึ้น เป็นผลให้ค่า pH ของสารละลายจะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ในทางกลับกันการลดอุณหภูมิจะเปลี่ยนสมดุลไปทางซ้ายลดความเข้มข้นของไอออนไฮดรอกไซด์และลดค่า pH
สิ่งสกปรก
การปรากฏตัวของสิ่งสกปรกในเถ้าโซดาหนักสามารถมีผลต่อค่า pH ของการแก้ปัญหา หากเถ้าโซดาหนักมีสิ่งสกปรกที่เป็นกรดเช่นเกลือที่เป็นกรดหรือสารประกอบที่เป็นกรดอื่น ๆ สิ่งสกปรกเหล่านี้สามารถทำปฏิกิริยากับไอออนไฮดรอกไซด์ที่เกิดขึ้นในระหว่างการไฮโดรไลซิสของไอออนคาร์บอเนต สิ่งนี้จะลดความเข้มข้นของไอออนไฮดรอกไซด์ในสารละลายซึ่งนำไปสู่ค่า pH ที่ต่ำกว่า ในทางกลับกันหากมีสิ่งสกปรกพื้นฐานพวกเขาจะมีส่วนช่วยเพิ่มความเข้มข้นของไฮดรอกไซด์ไอออนและค่า pH ที่สูงขึ้น
การใช้งานและความสำคัญของค่า pH ในโซลูชันโซดาหนัก
การผลิตแก้ว
ในอุตสาหกรรมแก้ว - Soda Ash หนักเป็นวัตถุดิบสำคัญ ค่า pH ของสารละลายโซดาหนักที่ใช้ในกระบวนการนี้เป็นสิ่งสำคัญ ค่า pH ที่เหมาะสมช่วยในการควบคุมกระบวนการหลอมละลายและคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์แก้วสุดท้าย ตัวอย่างเช่นธรรมชาติพื้นฐานของสารละลายโซดาหนักสามารถทำปฏิกิริยากับซิลิกาและส่วนประกอบที่เป็นกรดอื่น ๆ ในชุดแก้วอำนวยความสะดวกในการก่อตัวของการละลายที่เป็นเนื้อเดียวกันและมีอิทธิพลต่อความหนืดและความโปร่งใสของแก้ว
อุตสาหกรรมผงซักฟอก
นอกจากนี้ยังใช้เถ้าโซดาหนักในอุตสาหกรรมผงซักฟอก ค่า pH อัลคาไลน์ของการแก้ปัญหาช่วยในการกำจัดสิ่งสกปรกและไขมัน ไอออนไฮดรอกไซด์ในสารละลายสามารถทำปฏิกิริยากับกรดไขมันในสิ่งสกปรกแปลงเป็นสบู่ที่ละลายน้ำได้ สิ่งนี้ทำให้การล้างสิ่งสกปรกออกจากพื้นผิวต่าง ๆ ได้ง่ายขึ้น
สารประกอบที่เกี่ยวข้องในอุตสาหกรรมเคมี
นอกเหนือจากเถ้าโซดาหนักแล้วยังมีสารประกอบอัลคาไลที่สำคัญอื่น ๆ ในอุตสาหกรรมเคมี ตัวอย่างเช่น,โซเดียมไนเตรตเป็นสารประกอบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปุ๋ยดอกไม้ไฟและการผลิตกรดไนตริกโซเดียมเมตาบิซัลไฟต์มักใช้เป็นสารลดสารต้านอนุมูลอิสระและสารกันบูดโซเดียมไนไตรต์มีการใช้งานในอุตสาหกรรมอาหารเป็นสารกันบูดและการตรึงสีรวมถึงการสังเคราะห์สารเคมีของสารประกอบต่าง ๆ
ติดต่อสำหรับการซื้อและการอภิปราย
หากคุณมีความสนใจใน Soda Ash หนักหรือมีคำถามใด ๆ เกี่ยวกับคุณสมบัติแอปพลิเคชันหรือปัญหาที่เกี่ยวข้องกับค่า pH ฉันขอแนะนำให้คุณติดต่อสำหรับการอภิปรายการซื้อ ไม่ว่าคุณจะเป็นผู้ใช้ขนาดเล็กหรือผู้ผลิตอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ฉันสามารถมอบผลิตภัณฑ์โซดาหนักที่มีคุณภาพสูงและการสนับสนุนด้านเทคนิคระดับมืออาชีพ
การอ้างอิง
- Atkins, PW, & de Paula, J. (2014) เคมีกายภาพ สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด
- Chang, R. (2010) เคมี. McGraw - Hill
- Haynes, Wm (ed.) (2014) คู่มือ CRC ของเคมีและฟิสิกส์ CRC Press