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• RossBill MamaniAcero

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El proceso de cloro-álcali es el proceso por el cual-química industrial por cloruro de sodio solución(salmuera se obtiene) por electrólisis de cloro gas, soda cáustica y de hidrógeno. Los productos se pueden utilizar dentro del mismo ciclo para producir derivados tales como ácido clorhídrico (para la reacción de combustión de hidrógeno con cloro) y el hipoclorito de sodio (para la reacción entre el gas cloro y la solución de sosa cáustica). En lugar del cloruro de sodio se puede utilizar cloruro de potasio, en cuyo caso se obtiene la solución de hidróxido de potasio en lugar de la solución de sosa cáustica. La producción de cloro-álcali a escala industrial se inició en 1892. El proceso requiere un alto consumo de energía y produce sosa cáustica y cloro en la misma cantidad de lunares. Esto ha hecho necesaria la búsqueda de nuevos usos de cloro que tiene una menor demanda.Originalmente se libera a la atmósfera, a continuación, como el ácido clorhídrico en agua, con efectos contaminantes. Actualmente la producción de soda y el cloro gas se lleva a cabo a través de tres métodos diferentes: el sistema en la membrana semipermeable y el método de la celda dediafragma. El tercero, es el método más antiguo, es el de la célula para el cátodo de mercurio, que es perjudicial para el medio ambiente debido a los problemas de eliminación de residuos (sólidos, líquidos y gaseosos) contaminados por mercurio. Incluso los productos de cloro y soda en el celular por el método de mercurio están contaminados por trazas de mercurio. El sistema de membrana semipermeable y el diafragma no implica el uso de mercurio. En el proceso en el diafragma en el pasado se han utilizado los diafragmas de amianto, recientemente han sido reemplazados con materiales que no sean perjudiciales para la salud humana.

Membrana celular

Esquema de funcionamiento de una célula de membrana para la producción de cloro-álcali.

El método más moderno para la producción de cloro y sosa cáustica es la electrólisis de cloruro de sodio / potasio en solución acuosa dentro de una membrana celular, que consta de dos habitaciones (compartimiento del ánodo y el compartimiento del cátodo) mantiene separada de una resina de intercambio iónico de la membrana semipermeable que consiste en un perfluorado o perfluorocarbossilata, permeable al Na + y H20, pero no a OH- y Cl-. La salmuera concentrada de cloruro de sodio se introduce en la primera cámara (compartimiento del ánodo) de la célula, donde los iones de cloruro se oxidan a cloro molecular en el ánodo. 2 Cl - → Cl 2 + 2 y El compartimiento del ánodo sale incluso el llamado depletta salmoia cloruro empobrecida reaccionó a el ánodo y el cátodo de sodio compartimento migrado. Cada par de electrodos constituye una célula elemental. También debe considerar la oxidación del oxígeno en el gas de oxígeno acuoso. Pero la concentración de hidroxilo (OH-) es tan baja en las condiciones de pH de células electroquímicas (alrededor

de 4-5) que se minimice la reacción. Sin embargo, incluso si un pequeño porcentaje de oxígeno, 1-2%, se produce (sin acidificación adicional) que constituye un contaminante, el cloro molecular: H 2 O → ½ O 2 + 2H + + 2e En el compartimiento del cátodo se alimenta de sosa diluida, la H + presentar la disociación del agua se reduce a gas hidrógeno liberar iones hidroxilo en solución: H 2 O + y - ½ → H 2 + OH Desde el compartimiento entonces sale de la solución de sosa cáustica más concentrado que Fed. De manera similar a la oxidación, también hay que considerar la reducción de los iones de sodio al sodio elemental, pero tener este par un potencial estándar menor que la del gas de agua / hidrógeno par, dicha reacción no tiene lugar. La membrana semipermeable permite que los iones de sodio pasen desde el compartimiento anódico al compartimiento catódico, e impide el paso de iones hidroxilo desde el compartimiento del cátodo al ánodo. Los iones de sodio en el compartimiento catódico en solución con los hidroxilos, permiten la producción de sosa cáustica (NaOH). La reacción global de la electrólisis de cloruro de sodio es: 2 NaCl + 2 H 2 O → Cl 2 + H 2 + 2 NaOH Cl 2 + 2 OH - → Cl - + ClO - + H 2 O Variantes del proceso descrito puede producir clorato. 3 Cl 2 + 6 OH - → 5 Cl - + ClO 3 - + 3 H 2 O Debido a la naturaleza corrosiva de cloro molecular en un ambiente húmedo, el ánodo debe estar compuesto de titanio, mientras que el cátodo puede ser de níquel. De estos materiales se deposita una capa (película) de diferentes tipos, dependiendo del proveedor de la tecnología. Este recubrimiento permite una reducción considerable de la sobretensión. En resumen, en la celda elemental los dos electrodos están separados por la membrana semipermeable. La solución saturada de cloruro de sodio se introduce en el compartimiento del ánodo. Así que gracias a una corriente continua que pasa a través del circuito, el cloro se desarrolla en el ánodo y de hidrógeno en el cátodo. Los permisos de membrana sólo iones de sodio para alcanzar el compartimiento del cátodo y reaccionan con los grupos hidroxilo producidos por reducción, la formación de hidróxido de sodio, mientras que los iones cloruro se ven obstaculizados en dar reacción con soda. Se desarrolla cloro molecular en el ánodo mientras que el cátodo comprende iones de hidrógeno e hidroxilo se forman.

Diafragma celular En proceso de cloro-álcali por medio de la celda de diafragma, los dos compartimentos están separados por un diafragma permeable, [1] en el pasado hechos con fibras deasbesto (amianto). La solución se introduce en el compartimiento del ánodo y desemboca en el segundo compartimiento. Al igual que en la membrana celular, los iones cloruro se oxidan en el ánodo para producir gas cloro, mientras que al cátodo de agua se divide para formar hidróxido de sodio e hidrógeno. El papel del diafragma es para evitar la reacción entre sodio y cloro. En este punto la solución de sosa sale de la célula. Normalmente, la sosa cáustica tiene que ser concentrado a 50% y debe ser purificada a partir de la sal. Este resultado se puede lograr mediante los procesos de evaporación que dan como resultado un consumo de aproximadamente tres toneladas de vapor por cada tonelada de soda. La sal separada puede ser reutilizado para saturar la solución de cloruro de sodio que se alimenta de nuevo en el ciclo. Como para el producto de cloro

gaseoso, esta contiene cantidades traza de oxígeno que a menudo se eliminan por licuefacción y evaporación.

Celdas de mercurio [cambio | editar wikitext]

Esquema de una célula de mercurio utilizado en el proceso de cloro-álcali

En el proceso usando células de mercurio, también conocido como proceso de Castner-Kellner, [2] la solución saturada de cloruro de sodio flota en el cátodo, que consiste en una película de líquido de mercurio. El cloro se desarrolla en el ánodo, mientras que el sodio se disuelve en el mercurio en el llamado amalgama. [2] Na + + + NHG y - → Na (Hg) n La amalgama desemboca en la llamada celular secundaria (disamalgamatore) donde entra en reacción con el agua para formar hidróxido de sodio y despeja el mercurio metálico en la reacción también se forma de hidrógeno gaseoso.

[2]

Na (Hg) n + H 2 O → NaOH + ½ H 2 n + Hg El mercurio se recicla entonces a la entrada de la celda electrolítica. Células de mercurio se eliminen progresivamente debido a su alto impacto ambiental y su alto consumo de energía. De hecho, no fueron casos dispersos de envenenamiento por metilmercurio, producidas desde la contaminación de este tipo de células, como la causada por Dryden Chemical Company, de Grassy Narrows en 'Ontario (Canadá), entre 1962 y 1 970 [3] . La contaminación causada por Chisso Corporation en la bahía de Minamata (Japón) y el Mar de Shiranui, de 1956 a 1973, donde los moluscos, crustáceos y peces de la bahía, en la cadena alimentaria, causó la intoxicación por mercurio de la población local, que el nombre de "enfermedad de Minamata". En Italia fueron reconocidos como responsables de la contaminación por mercurio de las plantas 'Eni' s Gela (en Sicilia) desde 1971 hasta 1994. [4] [5] [6]

En el laboratorio La electrólisis de cloruro de sodio puede llevarse a cabo en el laboratorio usando dos vasos de precipitados, uno que contiene la solución y la otra agua pura que contiene, conectadas por un puente de sal que se puede obtener doblando un tubo (no metálico), y los extremos de los cuales debe Está cerrado por colgajos de tejido o un pañuelo. La colocación de un electrodo en la solución que producirá hidróxido de sodio e hidrógeno, y el otro electrodo (que puede ser una varilla de carbono, o el conductor de un lápiz) en la solución que producirá cloro. Finalmente conecte los electrodos a una diferencia de potencial de 12 voltios.