Hidróxido de sódio (soda cáustica)

Hidróxido de sódio, ou soda cáustica, é uma substância sólida, altamente solúvel em água, que apresenta coloração branca e caráter corrosivo. É uma substância versátil e poderosa, presente em diversos setores da indústria, e, ao mesmo tempo, no nosso dia a dia, ela atua em processos que vão desde a purificação da água que bebemos até a fabricação de tecidos, papel e alimentos.

O hidróxido de sódio, mais conhecido como soda cáustica, é um produto capaz de desentupir canos, limpar o forno engordurado, fabricar sabões e ainda participar da produção de biodiesel. Entretanto, quando descartado incorretamente, representa riscos à saúde humana e ao meio ambiente. Sua fórmula química é dada por NaOH.

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Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre hidróxido de sódio (soda cáustica)
• 2 - O que é hidróxido de sódio?
• 3 - Para que serve hidróxido de sódio?
• 4 - Principais características do hidróxido de sódio
• 5 - Onde encontramos hidróxido de sódio?
  • → Obtenção do hidróxido de sódio
• 6 - Reações do hidróxido de sódio
• 7 - Quais os perigos do hidróxido de sódio?
• 8 - História do hidróxido de sódio
• 9 - Exercícios resolvidos sobre hidróxido de sódio

Resumo sobre hidróxido de sódio (soda cáustica)

• O hidróxido de sódio ou soda cáustica é uma base forte utilizada na indústria e nos laboratórios.
• É altamente solúvel em água, liberando grande quantidade de calor durante a dissolução, formando uma solução fortemente alcalina.
• Apresenta caráter corrosivo, podendo causar queimaduras graves na pele, nos olhos e em mucosas.
• Industrialmente, é obtido principalmente pelo processo de eletrólise da salmoura, via processo cloro-álcali.
• Reage com ácidos, formando sais e água em uma reação de neutralização; com óxidos ácidos, formando sais; e com alguns metais ou óxidos/metais anfóteros, liberando hidrogênio.
• Na Química orgânica, atua como catalisador em reações como a transesterificação na produção de biodiesel, e na saponificação de óleos e gorduras para a formação de sabões.
• É utilizado na fabricação de papel, tecidos, produtos de limpeza, no tratamento de água, no refino de petróleo e na indústria de alimentos.
• Por ser higroscópico, absorve umidade do ar e se dissolve facilmente.
• Representa riscos à saúde humana e ao meio ambiente quando descartado incorretamente.

O que é hidróxido de sódio?

O hidróxido de sódio é um composto inorgânico formado por íons de sódio (Na⁺) e hidroxila (OH^-) cuja fórmula química é dada por NaOH. Além disso é classificado como uma base forte, o que significa que seus íons se dissociam completamente em meio aquoso, liberando OH⁻, conferindo à solução um pH elevado e caráter fortemente alcalino.

Para que serve hidróxido de sódio?

O hidróxido de sódio serve, sobretudo, como matéria-prima em processos industriais e laboratoriais. Logo, tem diversas aplicações, que vão desde a produção de sabão até o tratamento de águas e efluentes, graças ao seu forte caráter alcalino e alto poder de reação com outras substâncias. Em vista disso, na fabricação de sabões e detergentes, ele reage com gorduras em um processo chamado saponificação, formando sabão e glicerol. Sendo esse o seu uso clássico e ainda muito presente, inclusive na produção artesanal.

Além disso, ele é utilizado no tratamento de águas e efluentes, ajudando a ajustar o pH e a precipitar impurezas. Nas refinarias, participa do refino de petróleo e da purificação de óleos vegetais. Outro exemplo importante está na indústria de papel e celulose, em que o NaOH auxilia na separação das fibras da madeira, facilitando a produção de papel branco.

No setor alimentício, embora pareça surpreendente, ele é empregado com rigoroso controle na limpeza de equipamentos e, em pequenas concentrações, até no processamento de certos alimentos, como azeitonas, para alterar textura e sabor. Por fim, no laboratório, é um reagente indispensável em análises químicas e preparo de soluções alcalinas.

Veja também: Qual a diferença entre ácidos e bases?

Principais características do hidróxido de sódio

No que tange às características do hidróxido de sódio, sob aspectos físicos, em temperatura ambiente, apresenta-se como um sólido branco, cristalino e sem cheiro. É altamente solúvel em água e, portanto, um eletrólito forte (conduz eletricidade em solução), e essa dissolução ocorre de forma exotérmica, isto é, libera calor.

Além disso, é higroscópico, ou seja, absorve facilmente a umidade do ar, e por isso deve ser armazenado em recipientes bem vedados. Outra característica importante é sua ação corrosiva, pois, em contato com a pele, olhos ou tecidos vivos, pode causar danos.

Onde encontramos hidróxido de sódio?

O hidróxido de sódio não é uma substância que ocorre naturalmente na natureza. Sendo obtido de forma sintética e depois comercializado.

→ Obtenção do hidróxido de sódio

A obtenção do hidróxido de sódio ocorre, sobretudo, por meio de um processo industrial conhecido como eletrólise da salmoura, que nada mais é do que a eletrólise de uma solução aquosa concentrada de cloreto de sódio (NaCl). Para que você possa realmente entender esse processo, é importante lembrar que a eletrólise consiste na agem de corrente elétrica, proveniente de uma fonte externa, por meio de uma solução, promovendo assim uma reação de decomposição.

Dessa forma, o processo de fabricação do NaOH envolve basicamente três etapas: purificação da salmoura, eletrólise e separação dos produtos, conforme é explicado adiante:

1. A salmoura é preparada com alto grau de pureza, sendo filtrada para remover impurezas que possam interferir no processo.
2. Em seguida, essa solução é submetida à eletrólise em células eletrolíticas, que podem ser do tipo diafragma, membrana ou mercúrio.
3. Durante a eletrólise, ocorre a separação dos componentes da salmoura: no ânodo (polo positivo), forma-se gás cloro (Cl₂), enquanto no cátodo (polo negativo) ocorre a formação de gás hidrogênio (H₂) e íons hidróxido (OH^-). Esses íons se combinam com o sódio (Na⁺) presente na solução, formando o NaOH.

Logo após a eletrólise, a solução contendo NaOH é separada, purificada e concentrada até atingir o teor desejado para uso comercial. Esse método é o mais utilizado atualmente devido à sua eficiência e viabilidade econômica, que permite o aproveitamento integral dos subprodutos gerados, como o cloro e o hidrogênio.

Reações do hidróxido de sódio

O hidróxido de sódio participa de diferentes tipos de reações químicas, dependendo da substância com a qual interage. Em princípio, sua forte alcalinidade permite que ele reaja com ácidos, sais, água e até atue como catalisador em certos processos

• Na água: quando dissolvido em água, o NaOH se dissocia completamente em íons Na⁺ e OH^-. Essa liberação de íons hidróxido é responsável pelo caráter fortemente alcalino da solução, elevando o pH e tornando o meio básico. Vale ressaltar que essa reação é exotérmica, ou seja, libera calor.

NaOH + H₂O  →  Na⁺ + OH^-

Dissociação do NaOH em água.

• No ácido: NaOH é uma base forte, portanto reage com ácidos em uma reação de neutralização, formando sal e água, reação típica de uma base forte com um ácido forte. Por exemplo, com o ácido clorídrico (HCl), o NaOH gera cloreto de sódio (NaCl) e água (H₂O), conforme é ilustrado abaixo:

• Nos sais: pode reagir com certos sais solúveis em uma reação de dupla troca, formando um novo sal e uma base ou hidróxido insolúvel. Um exemplo comum é a reação entre NaOH e sulfato de cobre (CuSO₄), que forma hidróxido de cobre (Cu(OH)₂), um precipitado azul, e sal de sódio, conforme a equação:

2 NaOH (aq) + CuSO₄ (aq) → Cu(OH)₂ (s)  + Na₂SO₄ (aq)

• Como catalisador: em algumas reações orgânicas, o NaOH pode atuar como catalisador, isto é, acelerar a reação sem ser consumido no processo. Um exemplo é na produção de biodiesel, em que ele facilita a transesterificação de óleos vegetais com álcoois, como mostra a equação:

• Saponificação: citada no início deste artigo, trata-se de uma reação clássica entre o NaOH e gorduras ou óleos, resultando na formação de sabão e glicerol. Consiste em uma reação de hidrólise de ésteres em meio básico:

• Reações com metais anfóteros: o NaOH reage com certos metais ou óxidos/metais anfóteros, como o alumínio (Al) ou o óxido de zinco (ZnO), formando complexos solúveis. Por exemplo, com alumínio metálico, ocorre a formação de aluminato de sódio — Na[Al(OH)₄] — e liberação de hidrogênio gasoso:

2 Al (s) + 2 NaOH (aq) + 6 H₂O (l) → 2 Na[Al(OH)₄] (aq) + 3 H₂ (g)

Essa reação é bastante usada em experimentos demonstrativos devido à liberação visível de gás.

Quais os perigos do hidróxido de sódio?

Um dos principais perigos relacionados ao hidróxido de sódio está em sua capacidade de causar queimaduras tanto por calor quanto por ação cáustica, sobretudo quando manuseado de forma inadequada. Isso porque se trata de uma substância fortemente corrosiva, capaz de provocar queimaduras graves na pele, nos olhos e nas mucosas. Em vista disso, o simples contato com a pele pode causar irritações intensas e, em casos mais severos, destruição do tecido, conforme é mostrado nas imagens abaixo.

Quando inalado em forma de poeira ou névoa, pode irritar as vias respiratórias, provocando tosse, falta de ar e sensação de queimação. Além disso, se por acidente for ingerido, os danos são ainda mais graves, porquanto pode causar lesões severas no trato digestivo, como perfuração do esôfago ou do estômago, além de dores intensas e risco de morte. Por isso, é fundamental que seja armazenado em local seguro, com rotulagem clara, e que seu manuseio seja sempre feito com equipamentos de proteção, como luvas, óculos de segurança e avental apropriado.

História do hidróxido de sódio

A história do hidróxido de sódio está ligada à evolução das práticas químicas ao longo dos séculos, sobretudo no que diz respeito à fabricação de sabões e ao desenvolvimento da indústria química moderna. Nesse sentido, antes mesmo de sua identificação como substância isolada, civilizações antigas já produziam sabões de misturas de gordura animal com cinzas vegetais (contendo carbonatos alcalinos), uma fonte natural de carbonato de potássio ou sódio.

Entretanto, ele só foi obtido de forma controlada no século XVII, inicialmente via processos como o de Nicolas Leblanc. Foi apenas no final do século XVIII que ele ou a ser reconhecido e produzido de forma controlada. Nesse contexto, em 1807, o químico inglês Humphry Davy, utilizando o processo de eletrólise, isolou o elemento sódio a partir do NaOH fundido.

Pouco tempo depois, ou-se a produzir o NaOH por meio de reações envolvendo o carbonato de sódio com cal virgem (hidróxido de cálcio), até que, mais adiante, foi aperfeiçoado o processo eletrolítico em meio aquoso, conhecido como processo cloro-álcali (vide a figura abaixo), ainda hoje a principal forma de obtenção dessa base.

Com o avanço da química industrial no século XIX, o NaOH se consolidou como um dos reagentes mais importantes, ganhando papel central em setores como o da limpeza, da produção de papel, tecidos, alumínio e, principalmente, na síntese de compostos orgânicos e inorgânicos.

Saiba mais: Como é obtido o sal de cozinha?

Exercícios resolvidos sobre hidróxido de sódio

1) (FGV) - Utilize o texto para responder a questão.

A soda cáustica, NaOH, é obtida industrialmente como subproduto da eletrólise da salmoura, NaCl em H₂O, que tem como objetivo principal a produção do gás cloro. Esse processo é feito em grande escala em uma cuba eletrolítica representada no esquema da figura:

Do compartimento em que se forma o gás hidrogênio, a solução concentrada de hidróxido de sódio é coletada para que esse composto seja separado e, no estado sólido, seja embalado e comercializado.

A separação da soda cáustica formada no processo de eletrólise é feita por

a) Fusão.

b) Sublimação.

c) Condensação.

d) Cristalização.

e) Solubilização.

Gabarito: D

No processo industrial de obtenção da soda cáustica por eletrólise da salmoura, o NaOH formado permanece dissolvido na solução. Para separá-lo e transformá-lo em estado sólido, é necessário evaporar a água do sistema. Sendo assim, à medida que o solvente evapora, o NaOH atinge o ponto de saturação e começa a se cristalizar, formando o sólido.

2) O hidróxido de sódio (NaOH), conhecido comercialmente como soda cáustica, é um composto químico muito utilizado em indústrias. No entanto, seu manuseio exige cuidados, pois é extremamente corrosivo e pode causar queimaduras graves. Nesse contexto, em um laboratório, um estudante preparou uma solução aquosa dessa base para neutralizar um resíduo ácido.

Ao dissolver hidróxido de sódio em água, ocorre uma reação exotérmica que libera calor. Sobre esse composto e suas aplicações, assinale a alternativa CORRETA:

a) O NaOH é um ácido forte utilizado para diminuir o pH de soluções aquosas.

b) A soda cáustica reage com óleos vegetais em um processo chamado saponificação, produzindo

glicerol e sabão.

c) O NaOH sólido é seguro para manusear sem equipamentos de proteção, pois não é corrosivo.

d) Em solução aquosa, o NaOH se dissocia em íons Na⁺ e OH^-, tornando o meio ácido (pH < 7).

e) A neutralização do NaOH com HCl produz gás hidrogênio (H₂) e cloreto de sódio (NaCl).

Gabarito: B

Vamos analisar cada caso:

a) ERRADA - NaOH é uma base forte, não ácido, e aumenta o pH.

b) CORRETA - O NaOH reage com óleos ou gorduras (triacilgliceróis) em uma reação de saponificação, formando sabão (sal de ácido graxo) e glicerol.

c) ERRADA - O NaOH sólido ou em solução é altamente corrosivo e exige luvas e óculos de proteção.

d) ERRADA - A dissociação do NaOH em água gera íons OH^-, tornando o meio alcalino (pH > 7).

e) ERRADA - A neutralização com HCl produz apenas NaCl e água, ou seja, não há liberação de H₂.

Créditos das imagens

^[1] Wikimedia Commons

^[2] Wikimedia Commons

Fontes

AHMADI, M.; SEYEDIN, S. H. Investigation of NaOH Properties, Production and Sale Mark in the world. Journal of Multidisciplinary Engineering Science and Technology (JMEST), v. 6, p. 2458–9403, 2019.

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