Alkali, atau basa, adalah kelompok senyawa kimia yang memiliki sifat menerima proton (menurut teori Brønsted-Lowry) atau melepaskan ion hidroksida (OH⁻) ketika dilarutkan dalam air (menurut teori Arrhenius). Senyawa alkali sangat penting dalam berbagai industri, mulai dari pembuatan sabun, deterjen, kertas, hingga proses pengolahan air. Memahami cara pembuatan alkali, terutama basa kuat seperti natrium hidroksida (NaOH) dan kalium hidroksida (KOH), adalah kunci dalam kimia industri.
Secara umum, alkali kuat dibuat melalui proses yang melibatkan pemisahan ion-ion dalam senyawa asalnya. Metode industri yang paling dominan untuk memproduksi natrium hidroksida (soda kaustik) adalah melalui proses elektrolisis larutan garam dapur (NaCl), yang dikenal sebagai proses Klor-Alkali.
Proses Klor-Alkali adalah metode utama untuk memproduksi tiga komoditas kimia penting secara simultan: Natrium Hidroksida (NaOH), Klorin (Cl₂), dan Hidrogen (H₂). Proses ini bergantung pada penerapan arus listrik searah (DC) pada larutan NaCl (air garam).
Metode ini menggunakan diafragma (biasanya asbes atau polimer) untuk memisahkan dua kompartemen: anoda (positif) dan katoda (negatif). Tujuan pemisahan ini adalah mencegah gas klorin yang terbentuk di anoda bereaksi kembali dengan larutan NaOH yang terbentuk di katoda.
Metode membran adalah teknik yang lebih efisien dan ramah lingkungan saat ini. Proses ini menggunakan membran penukar kation (seperti Nafion) yang hanya mengizinkan ion Na⁺ melewatinya dari kompartemen anoda ke kompartemen katoda. Ini menghasilkan larutan NaOH yang jauh lebih murni tanpa kontaminasi klorin atau hipoklorit.
Prinsip pembuatan kalium hidroksida (KOH) sangat mirip dengan NaOH, hanya saja bahan bakunya adalah larutan kalium klorida (KCl) bukan NaCl. Proses ini juga memanfaatkan elektrolisis larutan KCl:
Selain alkali kuat berbasis hidroksida yang dihasilkan melalui elektrolisis, alkali lain dapat dibuat melalui reaksi sederhana antara oksida logam alkali atau alkali tanah dengan air. Reaksi ini bersifat sangat eksotermis (melepaskan panas).
Kalsium hidroksida, basa yang lebih lemah dari NaOH namun tetap penting dalam konstruksi dan netralisasi asam, dibuat melalui proses hidrasi kalsium oksida (kapur tohor).
Langkah pertama adalah kalsinasi batu kapur (kalsium karbonat, CaCO₃) pada suhu tinggi untuk menghasilkan kalsium oksida (CaO) dan gas CO₂:
$$\text{CaCO}_3 (s) \xrightarrow{\text{Panas}} \text{CaO} (s) + \text{CO}_2 (g)$$Langkah kedua adalah proses "pembasahan" atau hidrasi, di mana CaO direaksikan dengan air. Reaksi ini sangat eksotermis dan menghasilkan kalsium hidroksida, sering disebut sebagai pelindian kapur:
$$\text{CaO} (s) + \text{H}_2\text{O} (l) \rightarrow \text{Ca}(\text{OH})_2 (aq)$$Larutan alkali yang dihasilkan dari elektrolisis biasanya tidak langsung murni. Untuk mendapatkan NaOH atau KOH komersial dengan konsentrasi tinggi (misalnya 50% berat), larutan harus melalui tahap pemekatan. Proses ini biasanya dilakukan dengan menguapkan air menggunakan evaporator vakum. Penguapan vakum memungkinkan air dihilangkan pada suhu yang lebih rendah, mengurangi risiko degradasi produk atau korosi peralatan akibat suhu tinggi.
Setelah mencapai konsentrasi yang diinginkan, larutan alkali siap dikirim sebagai produk cair atau dikristalkan lebih lanjut menjadi bentuk padat (serpihan atau pelet) untuk kemudahan transportasi dan penyimpanan. Demikianlah gambaran mendalam mengenai berbagai cara pembuatan senyawa alkali yang memegang peranan vital dalam kehidupan modern.