Natriumklorat
Natriumklorat (NaClO3) er et salt og et oksidasjonsmiddel. Det blir nå primært benyttet som blekemiddel i papirindustrien, men blir også benyttet til produksjon av andre klorater. Natriumklorat ble tidligere også benyttet som ugressmiddel, men denne bruken har avtatt i Norge på grunn av stoffets kjemiske egenskaper. Norge har per i dag to produksjonssteder for natriumklorat.
| Natriumklorat | |||
|---|---|---|---|
 | |||
| Identifikatorer | |||
| CAS-nummer | |||
| Kjemiske egenskaper | |||
| Formel | NaClO3 | ||
| Molar masse | 106,44 g/mol | ||
| Utseende | Hvitt krystallinsk pulver | ||
| Tetthet | 2500 kg/m3 | ||
| Smeltepunkt | 248 °C | ||
| Løselighet | Løselig i vann, etanol og glyserol | ||
| Farer | |||
| Datablad | Ecoonline.no, Natriumklorat | ||
| Hovedfarer | Farlig ved svelging, farlig for vannlevende organismer. | ||
| Fare for huden | Vernehansker av nitrilgummi. | ||
| Fare for øyne | Tettsittende vernebriller. | ||
| Innåndingsfare | Støvfilter P2 kan være nødvendig. | ||
| Relatert | |||
| Andre lignende forbindelser | natriumklorid, natriumhypokloritt, natriumkloritt, natriumperklorat | ||
Egenskaper rediger
Natriumklorat er i ren tilstand et hvitt krystallisk salt som er lett oppløselig i vann. Stoffets sterkt oksiderende egenskaper gjør det ekstremt brannfarlig i tørr tilstand, og blandet med organiske materialer er det stor fare for at brann eller eksplosjon kan oppstå. Stoffet er sterkt reaktivt med svovel, fosfor og metaller i pulverform og sterke syrer. Spesielt i kontakt med sukker er det eksplosivt, og den lette tilgjengeligheten av disse to stoffene har gjort det til et vanlig valg for hjemmelagede bomber. Dets oksiderende evne gjør det godt egnet til sine bruksområder. Natriumklorat er i tillegg vannabsorberende. Ved oppvarming til temperaturer over 250 °C dekomponerer natriumkloraten, oksygenet ( ) frigjøres og natriumklorid ( ) etterlates.
Bruksområder rediger
Natriumklorat er et ikke-selektivt ugressmiddel. Det blir regnet for å være skadelig for alle de grønne delene av planten. Det kan også drepe gjennom rot-absorbasjon. Som ugressmiddel blir det primært benyttet i områder som ikke blir benyttet som dyrket mark og hvor man ønsker en total fjerning av vegetasjon, som for eksempel langs veier, gjerder, grøfter o.l. Det blir også benyttet til andre formål under dyrking av en rekke nyttevekster. I papirindustrien benyttes natriumklorat til bleking av tremasse, som en erstatning for klorbleking. Ved bruk av natriumklorat vil man ikke få utslipp av klorgass.
Produksjon rediger
Natriumklorat produseres ved en elektrolyseprosess av en oppvarmet (40-60 grader C.) og mettet vannoppløsning av natriumklorid ( ). Til produksjonen benyttes det natriumklorid, vann, saltsyre og natriumhydroksid, i tillegg til mengder av elektrisk kraft med en spenning mellom elektrodene på 5-6 Volt likestrøm. Saltsyren og natriumhydroksiden benyttes for å regulere pH i oppløsningen som bør være mellom 6 og 6,5. Til produksjon av 1000 kg ferdig natriumklorat går det med ca. 500 kg natriumklorid. Det benyttes ofte mindre mengder natriumdikromat ( ca.1,5 gram pr. liter) for å hindre reduksjon av natriumklorat tilbake til natriumklorid ved katoden. Uten tilsetting av natriumdikromat blir elektrolyseprosessen mindre effektiv. Prosessen går i grove trekk ut på oppløsning av natriumklorid i vann, rensing av løsningen, pH-regulering, elektrolyse, krystallisering av natriumklorat og tørking av det ferdige produktet. Natriumklorid løses opp til mettet løsning (ca. 320 g/l) i varmt vann før den går gjennom en renseprosess som fjerner blant annet sand og uønskede ioner som magnesiumioner og kalsiumioner. pH-regulering gjøres blant annet for å hindre korrosjon i produksjonsutstyret. Elektrolysen skjer i elektrolyseceller, ofte bestående av elektrolysekar i rustfritt stål som fungerer som katode, og anoder av platina belagt titan eller annet korrosjonsbestandig materiale, som for eksempel MMO (mixed metal oxides). Anoden har en begrenset levetid på grunn av den kraftige korrosjonen forårsaket av klorgassen som dannes der. Platina anoder har lengst levetid. I elektrolysen skjer det flere delreaksjoner, men totalreaksjonen er:
NaCl + 3 H2O → NaClO3 + 3 H2
Under prosessen dannes hydrogengass som et biprodukt. Utfordringer under produksjon er ofte knyttet til korrosjonsproblemer og kontroll av hydrogengass i elektrolysecellene.