اگرچه شیمیدانان از زمان‌های قبل ، احتمال داده بودند که خاکهای قلیایی ، اکسید فلزهایی باشند، با این حال ، طبیعت سود و پتاس ، تا اوائل قرن 19 مورد بررسی قرار نگرفته بود. حتی لاووازیه ، در این مورد نظر مشخصی نداشت اونمی دانست که جزء اصلی سود و پتاس چیست و حدس می‌زد که ازت ، یکی از اجزای تشکیل دهنده این مواد است. به نظر می‌رسد که این اشتباه از شباهت میان نمکهای سدیم و پتاسیم با نمکهای آمونیوم مایه گرفته است.
امتیاز تعیین این اجزا ، از آنِ "همفری دیوی" ، دانشمند انگلیسی است. ابتدا ناکامی عرصه را بر او تنگ کرده بود، به این معنی که نمی‌توانست به کمک یک پیل گالوانیک ، از سود و پتاس ، فلز استخراج کند. بزودی وی به خطای خودش پی برد و فهمید که با بکار بردن محلول آبی اشباع شده ، وجود آب مانع از تجزیه نمک‌ها می‌شود. در اکتبر سال 1807 ، دیوی تصمیم گرفت که پتاس بی‌آب را ذوب کند و به محض اینکه با این مذاب ، الکترولیز را شروع کرد، دانه‌های کوچک مشابه به جیوه و دارای جلای فلزی ، در روی قطب منفی که در ماده مذاب قرار داشت، ظاهر شدند. برخی از دانه‌ها ، فورا به حالت انفجاری سوختند و شعله درخشانی پدید آوردند، در حالیکه بقیه آنها آتش نگرفتند، بلکه کدر شدند و با قشر نازک سفیدی پوشیده شدند. دیوی از تجزیه‌های متعددی که در این زمینه انجام داد، نتیجه گرفت که آن دانه ، همان ماده ای است که وی در جستجویش است و این ماده هیدروکسید پتاسیم یا پتاس است که شدیدا قابل اشتعال می‌باشد. دیوی ، فلز بدست آمده از الکترولیز را بدقت مورد بررسی قرار داد و متوجه شد که وقتی با آب ترکیب می‌شود، شعله حاصل از واکنش ناشی از سوختن ، هیدروژن آزاد شده از آب است. وقتی دیوی بر روی فلز پتاسیم تهیه شده از هیدروکسید پتاسیم ، بررسی‌های لازم را انجام داد، به فکر جستجو در هیدروکسید سدیم افتاد و با بکار بستن همان روش قبلی ، موفق به جدا کردن فلز قلیایی دیگر یعنی سدیم شد.
هیدروکسیدها
سود و پتاس ، از مهمترین ترکیبات هیدروکسیدها می‌باشند که در صنعت ، از اهمیت بسزایی برخوردارند. هیدروکسیدها ، یکی از انواع ترکیبات هیدروکسیل ( دارای OH ) هستند که محلولهای آنها ، دارای مزه تلخ بوده ، اسیدها را خنثی و رنگ لیتموس قرمز را به آبی تبدیل می‌نمایند. به این ترکیبات ، باز نیز اطلاق می‌شود که دارای غلظت زیادی از یونهای -OH در محلول می‌باشند.
زمانیکه یک اکسید فلزی دارای فرمول XO ، در آب حل شود، یک ترکیب هیدروکسیل از نوع XOH تشکیل می‌شود. این مولکولها به فرمول XOH ، قابل یونیزه شدن بوده ، تولید -OH می‌نمایند. هیدروکسیدهای فلزات قلیایی ( لیتیم ، سدیم ، پتاسیم ، سزیم ) ، در حد وسیعی در آب حل می‌شوند. ولی هیدروکسیدهای فلزات قلیایی خاکی ، نسبتا محلول می‌باشند.
با وجود این ، بعضی از این هیدروکسیدهای نسبتا محلول ، مانند Ba(OH)2 و Ca(OH)2 ، بازهایی قوی هستند. به عبارت دیگر ، در حد زیادی یونیزه می‌شوند. زمانیکه محلول نمکهای فلزات سنگین ، بازی شوند، هیدروکسیدهای نامحلول آنها راسب می‌شوند.
سود سوزآور
سود سوزآور یا سدیم هیدروکسید بفرمول NaOH که معمولا به نام کاستیک سودا (Castic Soda) نامیده می‌شود، ماده‌ای جامد و سفیدرنگ با دمای ذوب 1390درجه سانتی‌گراد و چگالی 2,13 می‌باشد. این ماده ، بسهولت می‌تواند رطوبت هوا را جذب نماید و بهمین دلیل ، باید هنگام حمل و نقل ، تحت پوشش‌های حفاظتی لازم قرار گیرد. این ترکیب ، در تماس با پوست ، دارای اثر خورندگی است و برای جلوگیری از اثرات سوزانندگی آن ، هنگام استفاده باید مورد توجه قرار گیرد.
آبپوشهای آن شناخته شده‌اند و محلول قلیایی قوی در آب پدید می‌آورد، یعنی در آب بطور کامل به یونهای تشکیل دهنده‌اش ( +Na و -OH ) تفکیک می‌شود.
روشهای تهیه سود
الکترولیز محلول سدیم کلرید
بیشترین مقدار هیدروکسید سدیم تولیدی ، از طریق فرایند الکترولیز محلولهای کلرید سدیم در یکی از انواع ظروف الکترولیتی بدست می‌آید. بعنوان نمونه ، در فرایند پیل جیوه ( کاستنر-کلنر Castner-Kellner ) ، از جریانی از جیوه بعنوان کاتد استفاده می‌شود و ملغمه سدیم حاصل با آب ترکیب می‌شود و تولید هیدروکسید سدیم می‌نماید و در فرایند دیگر به نام پیل دیافراگم ، الکترولیت از آند به کاتد حرکت می‌کند و دیافراگم (از جنس پنبه کوهی یا سایر مواد غشایی) ، فراورده‌های آند و کاتد را از هم جدا می‌سازد. در هر دو فرایند ، علاوه بر سدیم ، گاز کلر نیز تولید می‌شود.
فرایند سودا - آهک
یک فرایند قدیمی‌تر برای تولید سود سوزآور ، عبارت از فرایند سودا - آهک می‌باشد که در آن سودا اَش ( کلسیم دی‌هیدروکسید ) ، در واکنش با کربنات سدیم به کاستیک سودا تبدیل می‌شود.
Na2CO3 + Ca(OH)2 ----> 2NaOH + CaCO3
کاربردهای سود
سدیم هیدروکسید ، بعنوان یک باز قوی ، یکی از مواد شیمیایی صنعتی بسیار مهم بشمار می‌رود. برای نمونه ، تولید سود در سال 1980 در آمریکا ، 12 میلیون تن بوده است. در زمینه‌های مختلفی کاربرد دارد، از جمله در تولید مواد شیمیایی ( 50 درصد ) ، ابریشم مصنوعی ، خمیر کاغذ و کاغذ ( 15 درصد ) ، آلومینیوم ( 10 درصد ) ، مواد پتروشیمی و پارچه ( 5 درصد ) ، صابون و مواد شوینده ( 5 رصد ) بکار می‌رود.
همچنین در آزمایشگاهها برای تعیین غلظت اسیدهای مجهول در تیتراسیون حجمی اسید - باز از محلول قلیایی هیدروکسید سدیم استاندارد استفاده می‌شود.
پتاس سوزآور
پتاس یا پتاسیم هیدروکسید بفرمول KOH که معمولا به نام کاستیک پتاس نامیده می‌شود، یکی از ترکیبات اکسیدی پتاسیم است که دارای دمای ذوب 306 درجه سانتی‌گراد و دمای جوش 1320 درجه سانتی‌گراد می‌باشد. این ترکیب ، مانند سود در آب محلول بوده ، بطور کامل به یونهای تشکیل دهنده‌اش +K و -OH تفکیک می‌شود. بنابراین ، محلول قلیایی قوی در آب ایجاد می‌کند.
پتاس نیز در تماس با پوست ، دارای اثر خوردگی بوده ، برای جلوگیری از اثرات سوزانندگی آن ، باید مورد توجه قرار گیرد. پتاس در حالت جامد ، ماده ای رطوبت‌پذیر می‌باشد و هیدراتهایی را تشکیل می‌دهد.
روشهای تهیه پتاس
الکترولیز محلول پتاسیم کلرید
فرایند اصلی برای تولید پتاس ، از طریق فرایند الکترولیز محلولهای آبی پتاسیم کلرید در ظروف الکترولیتی صوزت می‌پذیرد.
واکنش باریم دی‌هیدروکسید با سولفات پتاسیم
Ba(OH)2 + K2SO4 ----> BaSO4 + 2KOH
اثر آب بر ملغمه پتاسیم
در این فرایند ، علاوه بر تولید پتاسیم هیدروکسید ، گاز هیدروژن آزاد می‌شود.
کاربردهای پتاس
پتاس نیز مانند سود ، به عنوان یک باز قوی ، موارد استفاده زیادی دارد و از مهمترین کاربردهای آن ، در تهیه کودهای شیمیایی و به عنوان الکترولیت در باتری‌ها می‌باشد.