โดย นางสาววราภรณ์ ชำนิงาน

1. อุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับโซเดียมคลอไรด์อุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับโซเดียมคลอไรด์ โดย นางสาววราภรณ์ ชำนิงาน

2. การผลิตโซเดียมคลอไรด์การผลิตโซเดียมคลอไรด์ โซเดียมคลอไรด์หรือเกลือแกงมีสูตรเป็นNaClเป็นสารประกอบที่ประกอบด้วยธาตุ  Na  และClลักษณะเป็นผลึกสีขาวรสเค็มรูปผลึกเป็นทรงลูกบาศก์จุดหลอมเหลว  801 0C  ละลายน้ำได้ดีโดยมากได้จากน้ำทะเล และจากดิน • เกลือแกงแบ่งตามวิธีในการผลิตมี  2  ประเภทคือ 1. เกลือสมุทรคือโซเดียมคลอไรด์หรือเกลือแกงที่ผลิตได้จากน้ำทะเล 2. เกลือสินเธาว์คือโซเดียมคลอไรด์หรือ เกลือแกงที่ผลิตได้จากเกลือหิน ซึ่งพบใต้เปลือกโลกในชั้นหินทรายหรือในผิวดินหรือน้ำใต้ดิน

3. การผลิตเกลือสมุทร เกลือสมุทรทำกันมากในบริเวณใกล้ทะเลเช่นที่จังหวัดสมุทรสาครเพชรบุรีฉะเชิงเทราและชลบุรีโดยมากจะทำนาเกลือปีละ  2  ครั้งในประเทศไทยมีอากาศแห้งแล้งติดต่อกันเป็นเวลาประมาณ ครึ่งปีดังนั้นการทำนาเกลือจึ่งเริ่มตั้งแต่เดือนพฤศจิกายนถึงเดือนพฤษภาคม การทำนาเกลือใช้วิธีการแยกโซเดียมคลอไรด์ออกจากน้ำทะเลดังนั้นจึงต้องใช้หลัก  “การระเหยและการตกผลึก”  โดยการให้น้ำทะเลระเหยไปจนเหลือน้ำปริมาณน้อยที่สุด ซึ่งเมื่อถึงจุดอิ่มตัวของเกลือ จะทำให้เกลือเกิดการตกผลึกออกมา

4. กรรมวิธีในการผลิตเกลือสมุทรมีขั้นตอนต่าง ๆดังนี้ 1.  การเตรียมพื้นที่นาโดยทั่วไปใช้พื้นที่ประมาณ 40 ไร่จากนั้นก็ขุดตอไม้รากไม้ปรับพื้นที่ให้เรียบแน่นแบ่งที่นาออกเป็นแปลง ๆ แปลงละ  1  ไร่ยกขอบแปลงให้สูงแล้วทำร่องระบายน้ำระหว่างแปลง  2.   การทำนาเกลือ 2.1 แบ่งพื้นที่ทำนาเป็น  3  ตอนได้แก่นาตากนาเชื้อ และนาปลงซึ่งระดับพื้นที่จะลดหลั่นลงตามลำดับเพื่อความสะดวกในการระบายน้ำและขังน้ำ

5. 2.2 ก่อนถึงฤดูการทำนาเกลือให้ระบายน้ำเข้าเก็บขังไว้เพื่อให้น้ำสะอาดผงโคลนตมแร่ธาตุ จะได้ตกตะกอน พื้นที่ที่ขังน้ำไว้ตอนนี้ เรียกว่านาวัง 2.3 จากนั้นระบายน้ำเข้าสู่นาตากให้ระดับน้ำสูงกว่าพื้นนาประมาณ  5 cm  เมื่อน้ำระเหยไปจนวัดความถ่วงจำเพาะของน้ำทะเลได้  1.08  จึงถ่ายน้ำเข้าสู่นาเชื้อ เพื่อให้แคลเซียมซัลเฟต (CaSO4)   ตกผลึกออกมาเป็นผลพลอยได้

6. ส่วนน้ำทะเลที่เหลือปล่อยให้ระเหยไปจนมีความถ่วงจำเพาะ  1.2 แล้วจึงระบายน้ำทะเลนั้นเข้าสู่นาปลง  2  วันNaClเริ่มตกตะกอนและจะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ น้ำทะเลที่เหลือจะมีความเข้มข้นของ  Mg2+Cl-และ  SO42-ไอออนเพิ่มขึ้นจึงต้องระบายน้ำจากนาเชื้อเพิ่มอีกเพื่อป้องกันมิให้  MgCl2และ  MgSO4ตกผลึกปนกับNaClออกมาด้วย ซึ่งจะทำให้เกลือที่ได้มีสิ่งเจือปนคุณภาพไม่ดี โดยปกติจะปล่อยให้NaClตกผลึกประมาณ  9  - 10 วันจึงขูดเกลือออกขณะที่มีน้ำทะเลขังอยู่เกลือที่ได้นำไปตากแดด  1 -2 วันแล้วจึงเก็บเข้าฉาง ผลพลอยได้จากการทำนาเกลือคือกุ้งปลาและ  CaSO4

7. คุณภาพของเกลือโซเดียมคลอไรด์คุณภาพของเกลือโซเดียมคลอไรด์ ขึ้นอยู่กับสิ่งเจือปนที่มีอยู่ในเกลือ ถ้ามีเกลือแมกนีเซียมปนอยู่มากจะชื้นง่าย ราคาตก ดังนั้นถ้าต้องการเกลือที่มีคุณภาพดีควรเติมปูนขาว  0.4 - 0.5  กรัมต่อน้ำ  1  ลิตร ลงในนาเชื้อเพื่อทำให้น้ำทะเลมีสมบัติเป็นเบส (pH  ประมาณ  7.4 - 7.5 )  Mg2+ไอออนจะตกตะกอนออกมาในรูปของ  Mg(OH)2ทิ้งไว้จนน้ำทะเลใสแล้วจึงไขน้ำนี้เข้าสู่นาปลงNaClจะตกผลึกออกมาเป็นส่วนใหญ่ซึ่งผลึกของเกลือโซเดียมคลอไรด์นี้จะค่อนข้างบริสุทธิ์ มีคุณภาพดี

8. การผลิตเกลือสินเธาว์ ผลิตได้จากแหล่งแร่เกลือหิน  (Rock  Salt)  พบอยู่ตามพื้นดินแถบภาคอีสานเช่นจังหวัดชัยภูมิมหาสารคามยโสธรอุบลราชธานีและอุดรธานี การผลิตเกลือสินเธาว์จากเกลือหินโดยทั่วไปใช้กระบวนการทางวิทยาศาสตร์คือ ใช้การละลายการกรองการระเหยและการตกผลึกหรือการละลายและการตกผลึกทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสภาพของเกลือที่เกิดขึ้นในแหล่งนั้นๆ

9. วิธีการผลิตเกลือสินเธาว์วิธีการผลิตเกลือสินเธาว์ การผลิตเกลือสินเธาว์จะแตกต่างกันออกไปตามแหล่งที่มา และลักษณะการเกิดของเกลือซึ่งสามารถจำแนกได้ดังนี้  1.  เกลือจากผิวดินจะใช้วิธีขุดคราบเกลือตามผิวดินมาละลายน้ำกรองเศษตะกอนออกแล้วนำน้ำเกลือไปเคี้ยวให้แห้งจะได้ตะกอนเกลือตกผลึกออกมานิยมทำเกลือชนิดนี้ทางภาคตะวันออกเฉียงเหนือได้แก่จังหวัดนคราชสีมาชัยภูมิมหาสารคามอุดรธานีสกลนครและร้อยเอ็ด

10. 2.  เกลือจากน้ำเกลือบาดาลเกลือที่ได้จากแหล่งนี้จะทำกันมากที่จังหวัดมหาสารคามนครราชสีมาอุดรธานีอุบลราชธานีร้อยเอ็ด สกลนครชัยภูมิและหนองคายเกลือบาดาลมีอยู่ในระดับตื้น  5 - 10 เมตรหรือระดับลึก  30 เมตร

11. วิธีการผลิตเกลือใช้วิธีการขุดหรือเจาะลงไปใต้ดินและสูบน้ำเกลือขึ้นมาต้มน้ำเกลือในกระทะเหล็กใบใหญ่โดยใช้ฟืนหรือลิกไนต์เป็นเชื้อเพลิงจนน้ำเกลือแห้งจะได้เกลือตกผลึกออกมา วิธีการผลิตเกลือใช้วิธีการขุดหรือเจาะลงไปใต้ดินและสูบน้ำเกลือขึ้นมาต้มน้ำเกลือในกระทะเหล็กใบใหญ่โดยใช้ฟืนหรือลิกไนต์เป็นเชื้อเพลิงจนน้ำเกลือแห้งจะได้เกลือตกผลึกออกมา ไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายในด้านเชื้อเพลิงเพราะใช้พลังงานแสงอาทิตย์ด้วยการสูบเกลือจากบ่อน้ำบาดาลมาใส่ไว้ในนาตากซึ่งทำเป็นลานดินหรือลานซีเมนต์แล้วทำให้น้ำระเหยออกไป จะได้เกลือตกผลึกออกมาเรียกวิธีนี้ว่าการทำนาตาก

12. 3.  เกลือจากชั้นเกลือหิน วิธีการผลิตทำได้โดยการอัดน้ำจืดลงไปละลายเกลือในชั้นเกลือหิน แล้วสูบสารละลายมาทำให้บริสุทธิ์ด้วยการเติมสารละลายNaOHกับ  Na2CO3เพื่อกำจัด  Ca2+และ  Mg2+ดังปฏิกิริยา                                 Mg2+ (aq) + 2OH- (aq)  Mg(OH)2 (s)                               Ca2+ (aq)  +  CO32- (aq)  CaCO3 (s)

13. จากนั้นกรองตะกอนที่เกิดขึ้นนี้ออกแล้วนำสารละลายที่ได้มาตกผลึก จากนั้นกรองตะกอนที่เกิดขึ้นนี้ออกแล้วนำสารละลายที่ได้มาตกผลึก แยกNaClออกทำให้สารละลายมีNaClปริมาณลดลง และในสารละลายนี้ยังมีNa2SO4และ  Na2CO3ละลายปนอยู่ซึ่งเป็นเกลือที่ไม่ต้องการ เรียกสารละลายนี้ว่า  “น้ำขม”   นำสารละลายไปเติม  CaCl2พอเหมาะ เพื่อกำจัดไอออนต่าง ๆ ออกเป็นสาร  CaSO4และ  CaCO3ซึ่งไม่ละลายน้ำดังสมการ Ca2+ (aq)  +  SO42- (aq)    CaSO4 (s) Ca2+ (aq)  +  CO32- (aq)    CaCO3 (s) นำสารละลายที่ได้ไปตกผลึกแยกNaClออกไปอีก

14. ประโยชน์ ของเกลือสมุทรและเกลือสินเธาว์ 1. เกลือสินเธาว์เป็นเกลือที่เหมาะที่จะใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมเพราะมีความชื้น  Ca2+และ Mg2+ต่ำ 2. เกลือสมุทร เหมาะสำหรับใช้บริโภคเพราะมีไอโอดีนอยู่ร่างกายต้องการไอโอดีนประมาณ75 มิลลิกรัมต่อปีเมื่อได้รับไอโอดีนร่างกายจะนำไปเก็บไว้ในต่อมไทรอยด์ซึ่งทำหน้าที่ควบคุมสมองประสาทและเนื้อเยื่อต่างๆ ถ้าขาดจะเป็นโรคคอพอก และถ้าขาดตั้งแต่ยังเด็กร่างกายจะแคระแกร็นสติปัญญาต่ำหูหนวกเป็นใบ้ตาเหล่และอัมพาต

15. การผลิตเกลือกับปัญหาสิ่งแวดล้อมการผลิตเกลือกับปัญหาสิ่งแวดล้อม 1. ปัญหาการกระจายของดินเค็มทำให้พื้นดินไม่เหมาะกับการเพาะปลูก 2. ปัญหาการกระจายของเกลือลงสู่แหล่งน้ำมีผลต่อการเจริญเติบโตของสัตว์น้ำ 3. ปัญหาการยุบของพื้นดินบริเวณที่ผลิตเกลือบาดาล

16. การนำเกลือมาใช้ในอุตสาหกรรมการนำเกลือมาใช้ในอุตสาหกรรม

17. การนำเกลือมาใช้ในอุตสาหกรรมการนำเกลือมาใช้ในอุตสาหกรรม • การผลิตโซเดียมไฮดรอกไซด์และแก๊สคลอรีนด้วยกระแสไฟฟ้า • การผลิต NaOHโดยใช้ cell เยื่อแลกเปลี่ยนไอออน • การผลิต NaOH โดยใช้ไดอะแฟรม • การผลิต NaOH โดยใช้ cell ปรอท • การผลิตโซดาแอช • การผลิตสารฟอกขาว

18. การผลิตโซเดียมไฮดรอกไซด์และแก๊สคลอรีนด้วยกระแสไฟฟ้าการผลิตโซเดียมไฮดรอกไซด์และแก๊สคลอรีนด้วยกระแสไฟฟ้า การผลิตโซเดียมไฮดรอกไซด์และแก๊สคลอรีน อาจได้จากโซเดียมคลอไรด์ โดยอาศัยหลักการของเซลล์อิเล็กโทรไลต์หลังจากการทดลองแยก สารละลายด้วยกระแสไฟฟ้า โดยใช้สารละลาย NaCl อิ่มตัว เป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์ แตกตัวได้ดังนี้ : NaCl(aq) Na+ (aq) + Cl- (aq)

19. เมื่อผ่านกระแสไฟฟ้าลงไป จะเกิดปฏิกิริยา ดังนี้ ที่แอโนด(+) : 2 Cl- (aq) Cl2 (g) + 2 e- โดยแก๊สคลอรีนทดสอบด้วยกระดาษลิตมัสสีแดง และสีน้ำเงินชื้น จะเปลี่ยนเป็นสีขาว เพราะ Cl2(g) ทำปฏิกิริยากับ H2O ได้ HCl , HClO ซึ่งฟอกจางสีได้ ที่แคโทด(-) : 2 H2O (l) + 2 e- 2 OH- (aq) + H2 (g) ทดสอบแก๊สไฮโดรเจนโดยใช้ก้านธูปที่มีเปลวไฟไปจ่อที่ขั้วลบของแบตเตอรี่ ไฟจะดับพร้อมเกิดเสียงดังเป๊าะ และ OH- (aq) จะมีสมบัติเป็นเบส จึงทดสอบได้เมื่อหยดสารละลายฟีนอฟทาลีน ในสารละลายจะสังเกตเห็นสีชมพูบริเวณขั้วลบของแบตเตอรี่ แสดงว่ามี OH- (aq)เกิดขึ้นนั่นเอง

20. ปฏิกิริยารวม : 2 Cl- (aq) + 2 H2O (l) 2 OH- (aq) + H2 (g) + Cl2 (g) สารละลายที่เหลือจากการแยกสารละลายด้วยกระแสไฟฟ้าจะมี โซเดียมไฮดรอกไซด์ NaOH จาก Na+ (aq) + OH- (aq) NaOH (aq) ดังนั้น เมื่อนำสารละลายไประเหยจะพบโซเดียมไฮดรอกไซด์ ซึ่งเป็นสารสีขาวเหลืออยู่ในการผลิต NaOH ในอุตสาหกรรมนั้น จะใช้อุปกรณ์ที่ซับซ้อน โดยผ่าน NaCl(aq) อิ่มตัว เข้าไปในเซลล์อิเล็กโทรไลต์ตลอดเวลา H2(g) , Cl2(g) และNaOH(aq) ที่เกิดขึ้น จะต้องแยกออกจากกัน เพื่อป้องกันการปนเปื้อนของสาร

22. การผลิตโซเดียมไฮดรอกไซด์และก๊าซคลอรีนการผลิตโซเดียมไฮดรอกไซด์และก๊าซคลอรีน 1.การผลิตโดยใช้เซลล์เยื่อแลกเปลี่ยนไอออน เซลล์เยื่อแลกเปลี่ยนไอออนคล้ายกับเซลล์ไดอะแฟรมต่างกันที่ใช้เยื่อแลกเปลี่ยนไอออนแทนไดอะแฟรมโดยเยื่อแลกเปลี่ยนไอออนจะยอมให้เฉพาะไอออนบวกผ่านเท่านั้นปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นภายในเซลล์ ที่แอโนด  2Cl-Cl2+ 2e- ที่แคโทด  2H2O + 2e- 2OH- + H2 OH-จะรวมกับ Na+ เกิดเป็นNaOHการผลิตNaOHโดยวิธีนี้จะได้ความเข้มข้นประมาณ 30-40%

24. 2.การผลิตโดยใช้เซลล์ไดอะแฟรม2.การผลิตโดยใช้เซลล์ไดอะแฟรม เซลล์ไดอะแฟรม เป็นเซลล์ที่มีแผ่นแอสเบสตอสกั้นระหว่างแอโนดกับแคโทด แอโนดจะทำด้วยไทเทเนียม แคโทดจะทำด้วยเหล็กกล้า ปฏิกิริยาที่เกิดในเซลล์ ที่แอโนด  2Cl- Cl2 + 2e- ที่แคโทด  2H2O + 2e- H2 + 2OH- ไอออนบวกและไอออนลบสามารถไหลผ่านแอสเบสตอสได้ ดังนั้นสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่ผลิตได้จะมีโซเดียมคลอไรด์ปนอยู่ในปริมาณมาก จึงไม่ค่อยนิยมใช้วิธีนี้

26. 3.การผลิตโดยใช้เซลล์ปรอท3.การผลิตโดยใช้เซลล์ปรอท เซลล์ปรอทเป็นเซลล์ที่ใช้ไทเทเนียมเคลือบเป็นแอโนดและใช้ปรอทเป็นแคโทด ปฏิกิริยาที่เกิดในเซลล์ในการผลิตโซเดียมไฮดรอกไซด์ ที่แอโนด  2Cl-Cl2 + 2e- ที่แคโทด Na+ + e-NaHgx Na+จะรับอิเล็กตรอนเกิดเป็น Na เข้ารวมกับปรอทเกิดเป็นโซเดียมอะมัลกัม จากนั้นแยก NaOHออกจากHg โดยผ่านน้ำบริสุทธิ์เข้าไป Naจะทำปฏิกิริยากับน้ำเกิดเป็นNaOHดังสมการ 2NaHgx + 2H2O 2NaOH + H2 + 2xHg

27. การผลิตNaOHวิธีนี้จะได้NaOHเข้มข้น50 %และ Hg หลังจากแยกNaOHออกแล้วสามารถนำกลับไปใช้ใหม่ได้ ในการผลิตNaOHนี้ก่อให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม คือจะมี HgCl2 ปนออกมากับน้ำทิ้ง จุลินทรีย์จะเปลี่ยน HgCl2ให้เป็นสารอินทรีย์ของปรอทเช่น (CH3)2Hg สารปรอทจะเข้าไปสะสมอยู่ในสัตว์น้ำและถ่ายทอดมาสู่คนทำให้เป็นโรคพิษปรอทได้

29. การผลิตโซดาแอช ชื่อทางเคมีโซดาแอช: โซเดียมคาร์บอเนต (Na2CO3) กระบวนการผลิตโซดาแอช: กระบวนการโซลเวย์ หรือกระบวนการโซดาแอมโมเนีย วัตถุดิบ : 1.โซเดียมคลอไรด์(NaCl) 2. แคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3) 3. แก๊สแอมโมเนีย (NH3)

30. ขั้นตอนการผลิต: 1. นำ CaCO3(s) มาเผา ได้ CaO(s) และ CO2(g) 2. นำ CO2(g) ไปทำปฏิกิริยากับ NaCl(aq) เข้มข้น และ NH3(g) ได้ NaHCO3(s) และ NH4Cl(aq) 3. กรองแยกNaHCO3(s) ออก แล้วนำไปเผา ได้ Na2CO3(s) หรือโซดาแอช

31. ผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นแล้วนำกลับมาใช้ได้อีก : CO2(g) จากการเผาNaHCO3(s) และ CaO(s)จากการเผาCaCO3(s) เมื่อนำมาละลายน้ำ จะได้ Ca(OH)2(aq) และเมื่อ Ca(OH)2(aq) ทำปฏิกิริยากับ NH4Cl(aq) จะได้ NH3(g) กลับมาใช้ในขึ้นตอนที่ 2 อีกครั้งและเกิด CaCl2(s) นำไปใช้เป็นใช้เป็นสารดูดความชื้น แต่มีการนำไปใช้น้อย จึงเกิดปัญหาในการกำจัด NaHCO3(s) ทำผงฟู NH4Cl(aq)ทำปุ๋ยเคมี

32. เพิ่มเติม : - บางประเทศที่ผลิต NaOHได้มากเกินต้องการ อาจผลิตโซดาแอช โดยผ่าน CO2(g) ลงในNaOH (aq) โดยตรง ได้ NaHCO3(s) เมื่อเผาแล้วจะได้โซดาแอช - นอกจากการผลิตด้วยกระบวนการโซลเวย์ ยังได้จากแร่โซดาแอชในธรรมชาติ พบมากใน สหรัฐอเมริกา แคนาดา บราซิล อินเดีย รัสเซีย จีน

33. CaCO3 NaCl+H2O CO2 NH3 เผา NaHCO3+NH4Cl H2O Ca(OH)2 CaO+CO2 CO2+Na2CO3+H2O NH4Cl CaCl2+2H2O+NH3 การเกิดโซดาแอช

34. การผลิตสารฟอกขาว การผลิตสารฟอกขาวมีวิธีการดังนี้ 1. เตรียมแก๊สคลอรีน 2KMnO4(s) + 16HCl(aq) 2KCl(aq) + 2MnCl2(aq) + 8H2O(l) +5Cl2(g) 2. ผลิตสารฟอกขาว 2NaOH(aq) + Cl2(g) NaOCl(aq) + NaCl(aq) + H2O(l) หรือ Na2CO3(aq) + Cl2(g) NaOCl(aq) + NaCl(aq) + CO2(g)