Πώς παρασκευάζεται το αέριο χλώριο;
Ακολουθεί μια ανάλυση της διαδικασίας:
1. Ηλεκτρόλυση της άλμης:
* Ένα συμπυκνωμένο διάλυμα χλωριούχου νατρίου (NaCl) ηλεκτρολύνεται σε ηλεκτρολυτικό κύτταρο.
* Το κύτταρο αποτελείται από δύο ηλεκτρόδια:μια άνοδο (συνήθως κατασκευασμένη από γραφίτη ή τιτάνιο) και κάθοδο (συχνά κατασκευασμένη από χάλυβα).
* Ο ηλεκτρολύτης (άλμη) διέρχεται από το κελί και εφαρμόζεται ένα ηλεκτρικό ρεύμα.
2. Αντιδράσεις στα ηλεκτρόδια:
* Άνοψη (οξείδωση): Στην άνοδο, τα ιόντα χλωριούχου (Cl-) οξειδώνονται σε αέριο χλωρίου (CL2):
* 2cl- → cl2 + 2e-
* Καθεάνα (μείωση): Στην κάθοδο, τα μόρια νερού μειώνονται σε αέριο υδρογόνου (Η2) και ιόντα υδροξειδίου (OH-):
* 2Η2Ο + 2Ε- → H2 + 2OH-
3. Σχηματισμός προϊόντων:
* Το αέριο χλωρίου που παράγεται στην άνοδο συλλέγεται και καθαρίζεται.
* Το αέριο υδρογόνου που παράγεται στην κάθοδο συλλέγεται επίσης.
* Το υδροξείδιο του νατρίου (ΝΑΟΗ) σχηματίζεται στο διάλυμα ως υποπροϊόν της αντίδρασης.
Συνολική αντίδραση:
* 2NACL + 2H2O → CL2 + H2 + 2NAOH
Εμπορική σημασία:
Η διαδικασία Chlor-Alkali είναι μια σημαντική βιομηχανική διαδικασία που παράγει μεγάλες ποσότητες χλωρίου, υδρογόνου και υδροξειδίου του νατρίου. Αυτά τα χημικά είναι απαραίτητα για διάφορες εφαρμογές, όπως:
* χλώριο: Χρησιμοποιείται στην επεξεργασία νερού, στην παραγωγή λευκαντικού και στη χημική σύνθεση.
* υδρογόνο: Που χρησιμοποιούνται σε κύτταρα καυσίμου, παραγωγή αμμωνίας και βιομηχανικές διεργασίες.
* υδροξείδιο του νατρίου (καυστική σόδα): Χρησιμοποιείται στην χαρτοπαικτική λέσχη, την παραγωγή σαπουνιού και τη χημική σύνθεση.
Περιβαλλοντικές εκτιμήσεις:
* Η διαδικασία Chlor-Alkali μπορεί να παράγει επικίνδυνα υποπροϊόντα όπως ο υδράργυρος εάν χρησιμοποιούνται ξεπερασμένες μέθοδοι.
* Η απελευθέρωση αερίου χλωρίου μπορεί να είναι επικίνδυνη και απαιτεί αυστηρά πρωτόκολλα ασφαλείας.
* Τα σύγχρονα φυτά χρησιμοποιούν προηγμένες τεχνολογίες για την ελαχιστοποίηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων.
Συμπέρασμα:
Η διαδικασία Chlor-Alkali είναι μια κρίσιμη βιομηχανική μέθοδος για την παραγωγή αερίου χλωρίου και άλλων πολύτιμων χημικών ουσιών. Περιλαμβάνει την ηλεκτρόλυση της άλμης, με αποτέλεσμα την παραγωγή χλωρίου, υδρογόνου και υδροξειδίου του νατρίου. Ενώ η διαδικασία έχει περιβαλλοντικές επιπτώσεις, οι εξελίξεις στην τεχνολογία ελαχιστοποιούν τον αντίκτυπό της.
