Obtención De Cloro Gaseoso

Obtención de Cloro Gaseoso

Objetivo
Obtener Cloro gaseoso a partir de compuestos que contengan este, para realizar reacciones de este. Conocer las aplicaciones del cloro gaseoso y su forma fácil de obtener en laboratorio.

Investigación previa
En condiciones de temperatura y presión ambiente, el cloro es un gas de color amarillo verdoso y olor irritante característico. El límite dedetección olfativo que tiene el cloro está entre 0,02 y 0,3 ppm, ligeramente por debajo del umbral tolerable sin riesgo para la salud. El cloro gaseoso pesa dos veces y media más que el aire.
Es muy tóxico (neumotóxico) y se usó como gas de guerra en la Primera Guerra Mundial (la bertolita), siendo que en ella comenzaron a usarse armas químicas.

A temperatura ambiente y con presiones de más de 7 bar,la obtención del cloro se presenta en forma de líquido amarillo 1,4 veces más pesado que el agua.
Fue descubierto en su forma diatómica en 1774 por el sueco Carl Wilhelm Scheele, aunque creía que se trataba de un compuesto que contenía oxígeno. Lo obtuvo a partir de la siguiente reacción:
2 NaCl + 2H2SO4 + MnO2 → Na2SO4 + MnSO4 + 2 H2O + Cl2
En 1810 el químico inglés Humphry Davy demuestra quese trata de un elemento químico y le da el nombre de cloro debido a su color.
Se usa como fuente principal para producir ácido clorhídrico (HCl) de la reacción entre cloro e hidrógeno. Se utiliza también para producir cloruro de polivinilo (PVC).
se obtiene principalmente (más del 95% de la producción) mediante la electrólisis de cloruro de sodio (NaCl), en disolución acuosa, denominado procesodel cloro-álcali. Se emplean tres métodos: electrólisis con celda de amalgama de mercurio,electrólisis con celda de diafragma, electrólisis con celda de membrana y mezcla de ácido clorhídrico con hipoclorito de sodio opermanganato de potasio.
Electrólisis con celda de cátodo de mercurio
Fue el primer método empleado para producir cloro a escala industrial.
Se producen pérdidas de mercurio enel proceso generando problemas medioambientales. En las dos últimas décadas del siglo XX se mejoraron los procesos, aunque se siguen perdiendo unos 1,3 gramos de mercurio por tonelada de cloro producida. Por estos problemas medioambientales este proceso se ha ido sustituyendo por el que utiliza una celda de membrana y actualmente supone menos del 20% de la producción mundial de cloro.
Se emplea uncátodo de mercurio y un ánodo de titanio recubierto de platino u óxido de platino. El cátodo está depositado en el fondo de la celda de electrolisis y el ánodo sobre éste, a poca distancia.
La celda se alimenta con cloruro de sodio y, con la diferencia de potencial adecuada, se produce la electrolisis:
2Cl– – 2e- → Cl2
Hg + 2Na+ + 2e– → NaHg
A continuación se procede a la descomposición de laamalgama formada para recuperar el mercurio. La base sobre la que está la amalgama está ligeramente inclinada y de esta forma va saliendo de la celda de electrolisis y se pasa a una torre en donde se añadeagua a contracorriente, produciéndose las reacciones:
H2O + 1e– → 1/2H2 + OH–
NaHg – 1e– → Na+ + Hg
De esta forma el mercurio se reutiliza.
Con este método se consigue una sosa (NaOH) muyconcentrada y un cloro muy puro, sin embargo consume más energía que otros métodos y existe el problema de contaminación por mercurio.
Electrólisis con celda de diafragma
Este método se emplea principalmente en Canadá y Estados Unidos.
Se emplea un cátodo perforado de acero o hierro y un ánodo de titanio recubierto de platino u óxido de platino. Al cátodo se le adhiere un diafragma poroso defibras de asbesto y mezclado con otras fibras (por ejemplo con politetrafluoroetileno). Este diafragma separa al ánodo del cátodo evitando la recombinación de los gases generados en estos.
Se alimenta el sistema continuamente con salmuera que circula desde el ánodo hasta el cátodo. Las reacciones que se producen son las siguientes:
2Cl– – 2e– → Cl2 (en el ánodo)
2H+ + 2e– → H2 (en el cátodo)
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