Πώς παρασκευάζεται η καθαρή μορφή χλωρίου;

Το χλώριο παρασκευάζεται σε καθαρή μορφή μέσω της ηλεκτρόλυσης ενός συμπυκνωμένου υδατικού διαλύματος χλωριούχου νατρίου (NaCl) , κοινώς γνωστή ως άλμη. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται διαδικασία chlor-Alkali . Εδώ είναι μια κατανομή:

1. Ρύθμιση ηλεκτρόλυσης:

* Χρησιμοποιείται ένα κύτταρο διαφράγματος ή ένα κύτταρο μεμβράνης, που περιέχει δύο ηλεκτρόδια (άνοδο και κάθοδο) που βυθίζονται στο διάλυμα άλμης.

* Η άνοδος είναι συνήθως κατασκευασμένη από γραφίτη ή τιτάνιο και η κάθοδο είναι κατασκευασμένη από χάλυβα.

2. Η αντίδραση:

* Στην άνοδο: Τα ιόντα χλωριδίου (CL-) οξειδώνονται σε αέριο χλωρίου (CL2).

* στην καθόβα: Τα μόρια νερού (Η2Ο) μειώνονται σε αέριο υδρογόνου (Η2) και ιόντα υδροξειδίου (ΟΗ-).

* Συνολική αντίδραση: 2NACL + 2H2O → CL2 + H2 + 2NAOH

3. Διαχωρισμός και καθαρισμός:

* Το αέριο χλωρίου που παράγεται στην άνοδο συλλέγεται και καθαρίζεται.

* Στη συνέχεια ξηραίνεται περνώντας το μέσω συμπυκνωμένου θειικού οξέος.

* Το αέριο υδρογόνου που παράγεται στην κάθοδο συλλέγεται επίσης.

4. Υποπροϊόντα:

* Εκτός από το αέριο χλωρίου, η διαδικασία Chlor-Alkali παράγει επίσης υδροξείδιο του νατρίου (NaOH) και αέριο υδρογόνου (Η2) ως πολύτιμα υποπροϊόντα.

Άλλες μέθοδοι (λιγότερο συνηθισμένες):

* Διαδικασία Deacon: Αυτή η παλαιότερη μέθοδος περιελάμβανε οξειδωτικό αέριο HCl με αέρα παρουσία καταλύτη χλωριούχου χαλκού.

* αντίδραση του HCl με οξειδωτικά παράγοντες: Μερικοί ισχυροί οξειδωτικοί παράγοντες, όπως το υπερμαγγανικό κάλιο (KMNO4) ή το διοξείδιο του μαγγανίου (MNO2), μπορούν να αντιδράσουν με υδροχλωρικό οξύ για την παραγωγή αερίου χλωρίου.

Σημαντικές εκτιμήσεις:

* Η διαδικασία Chlor-Alkali είναι μια σημαντική βιομηχανική διαδικασία, που παράγει μεγάλες ποσότητες χλωρίου για διάφορες εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένης της επεξεργασίας νερού, της χημικής κατασκευής και της παραγωγής πλαστικών.

* Η διαδικασία είναι επίσης σημαντική για την παραγωγή υδροξειδίου του νατρίου, η οποία χρησιμοποιείται σε σαπούνι και απορρυπαντικό κατασκευής, μεταξύ άλλων εφαρμογών.

* Ο χειρισμός του αέριο χλωρίου απαιτεί προσεκτικές προφυλάξεις λόγω της τοξικότητας και της διαβρωτικής φύσης του.

Συνοπτικά, η πιο συνηθισμένη μέθοδος για την παραγωγή καθαρού χλωρίου είναι η ηλεκτρόλυση της άλμης (διάλυμα χλωριούχου νατρίου) χρησιμοποιώντας τη διαδικασία Chlor-Alkali. Αυτή η μέθοδος είναι αποτελεσματική, παράγει υψηλής ποιότητας χλώριο και επίσης αποδίδει πολύτιμα υποπροϊόντα.