Obtencion industrial de cl,h y naoh

Obtención industrial del Cl2
La producción industrial de Cl2 se lleva a cabo mediante la electrólisis de disoluciones de NaCl: Las sales de NaCl empleadas suelen llevar impurezas que deben ser eliminadas antes de efectuar la electrolisis, en particular los iones Ca2+, Mg2+ y SO42-.
Mg2+ + Ca(OH)2 → Mg(OH)2¯ + Ca2+
Ca2+ + Na2CO3 → CaCO3¯ + 2 Na+
SO42- → Na2SO4 (tras concentrar)
La extracciónde la sal bruta se obtiene mediante evaporación de las salinas por el sol. Esta evaporación tiene lugar en varios pasos: concentración del agua salada del mar en estanques; transporte del concentrado a otro estanque de evaporación donde se precipita el CaSO4, y finalmente en otro estanque de evaporación se realiza la cristalización del NaCl. Esta sal todavía tiene un alto contenido en magnesio ypotasio, por lo que se debe llevar a cabo el lavado de la sal en unidades especiales donde se alcanza un contenido de NaCl en la sal de > 99%. De 1m3 de agua salada se obtienen 23 kg de NaCl. Dependiendo del tipo de proceso electrolítico utilizado se realizan posteriores purificaciones.
Existen tres tipos de procesos para producir Cl2: el del mercurio, el de membrana y el de diafragma.
Procesodel Mercurio
Este proceso utiliza disoluciones concentradas del NaCl (salmuera). La celda de amalgama está constituida por un contenedor de acero alargado e inclinado por debajo del cual fluye una capa de mercurio que actúa de cátodo y absorbe el Na que se produce en la reacción:
NaCl → Na + ½ Cl2

El cloro se produce en el ánodo que se puede ajustar en altura. La amalgama de Na que seobtiene se transfiere a un reactor donde se descompone, mediante hidrólisis con H2O, en Hg, NaOH (50%) e H2.
Na(Hg) + H2O → NaOH + H2 + Hg
El rendimiento del proceso es del 94-97%. Una planta a gran escala produce de 50 a 300x103 ton del Cl2/año y de 56 a 340x103 ton de NaOH/año.
Proceso de Diafragma
En este proceso se emplean disoluciones acuosas de NaCl. Las celdas industriales de diafragmaconsisten en un depósito en el cual los ánodos se montan verticalmente y paralelos unos a otros. Los cátodos se sitúan entre los ánodos, son planos y de acero, recubiertos por fibras de asbesto impregnados con resinas flúor-orgánicas.
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La disolución salina entra en la celda, pasa a través del diafragma de asbesto y entra en la cámara catódica. El Cl2 que se produce en el ánodo sale por la partesuperior mientras que el H2, NaOH y NaCl residual se producen en el cátodo y salen de la celda por el lateral. El diafragma de asbestos cumple dos funciones:
a) Evitar la mezcla de H2 y Cl2.La estructura tan fina del material permite el paso de líquidos a través del mismo, pero impide el paso de las burbujas de gas. Un 4% del cloro (disuelto en la disolución) sí pasa a través del diafragma y se pierdeen reacciones colaterales, disminuyendo el rendimiento
b) Impedir la difusión de los iones OH¯ formados del cátodo al ánodo.
La disolución que sale de la celda contiene un 12% de NaOH y un 15% de NaCl (en peso). La capacidad de una planta puede ser de hasta 360x103 ton de Cl2/año, y de hasta 410x103 ton de NaOH/año. Estas plantas consumen un 20% menos de energía que las plantas basadas enceldas de mercurio.
Proceso de Membrana
En este proceso el cátodo y el ánodo se encuentran separados por una membrana conductora iónica que es impermeable al agua, pero es permeable al paso de iones. El desarrollo de membranas que son estables bajo las condiciones de electrólisis (altas concentraciones de sales, alto pH, presencia de oxidantes fuertes como el Cl2 y el ClO¯-) ha supuesto muchosproblemas. Un gran número de compañías como Du Pont, Asahi Chemical, Asahi Glass, entre otras, han conseguido preparar membranas consistentes en un esqueleto de poli(perfluoroetano) con cadenas laterales que contienen grupos polares (sulfatos, carboxilatos).

Los procesos que se producen en el cátodo o en el ánodo son los mismos que los que se dan en el proceso de diafragma. Se emplean ánodos de Ti...