Producciónn de cloro

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Producción de Cloro

Introducción

El cloro fue producido por primera vez como material puro por Carl Wilhelm Scheele, quien hizo reaccionar oxido de manganeso (MnO2) con ácido clorhídrico (HCl) a este proceso se le conoce como “proceso Weldon”. Él lo llamó “gas penetrante”.

Finalmente, en 1810, Sir Humphry Davy estableció que ese material era un elemento químico y propuso el nombre quetiene actualmente.

La mayoría del cloro es producida por electrolisis de NaCl y como coproducto sosa caústica.
La producción de cloro por electrolisis fue descubierta en 1800 por Cruicshank y descrita en un principio por Faraday en 1834.

En 1890 se dio a conocer la primera compañía productora de cloro, en la cual se usaban la celda tipo diafragma.

En 1895 se empezo a utilizar lacelda de mercurio, Hamilton Y. Castner quien nació en Brooklyn pero logro hacerla en Inglaterra, con el propósito de producir sosa caustica para la manufactura de aluminio.

Después en 1897 Carl Kellner hizo varias modificaciones a la celda de mercurio y creó una compañía llamada Castner Kellner Company.

En 1960 se logró la producción de cloro a partir de la electrolisis del HCl en presencia deoxigeno y a este proceso se le llama “proceso Deacon”

4HCl + O2 2Cl2 + 2H2O

Producción de Cloro

Anteriormente el cloro se obtenía por otros métodos, pero fueron quedando obsoletos, debido a los grandes inconvenientes que se presentaban en su proceso de obtención.

El cloro se obtiene por electrólisis del cloruro de sodio NaCl.

2NaCl(ac) + 2H2O → 2 NaOH(ac) +Cl2 + H2

Proceso de electrólisis

Consiste en aplicar una corriente eléctrica a una determinada sustancia iónica, lo que permite separar sus iones.

Reacción en el ánodo

2Cl-(ac) → Cl2(g) + 2e

Tipos de celdas para la electrólisis de cloro

Actualmente existen 3 tipos de celdas para la producción de cloro:
* Celda de Mercurio
* Celda de Diafragma
* Celda de MembranaCelda de Mercurio

* Descubierto por H. Y. Castner y C. Kellner (1892).
* Primera técnica de producción de cloro y sosa cáustica a escala industrial.
* Se utiliza en un 64% de las empresas europeas.

Tipos de Celdas de Mercurio

* Castner-Kellner
* Uhde
* De Nora
* Krebs-Kosmo
* Olin Mathhiesen
* Solvay
* Krebs ParisFuncionamiento de las Celdas de Mercurio

Cátodo: mercurio
Ánodo: grafito o titanio
No tiene diafragma
Necesita salmuera concentrada de cloruro de sodio.
Funciona con salmuera diluida, impura.

2Na.Hg + 2H2O 2NaOH + H2 + Hg

Celda de Diafragma

La celda Griesheim usó cemento poroso como diafragma.
E. A. Le Sueur diseñó la celda con diafragma de asbesto.
Primera técnica que sedesarrolló en laboratorio. Se implantó principalmente en los Estados Unidos. Menos energía que la celda de mercurio.

Tipos de Celdas de Diafragma

* Griesheim
* Le Sueur
* Billiter
* Hooker
* Dow
* Electrolizador Glanor
* HU Monopolar
* Nelson

Funcionamiento de las Celdas de Diafragma

* Diafragma de fibra de asbesto, encierra el ánodo.
* Ánodo:grafito.
* Cátodo: hierro fundido.
* Evita reacciones laterales.
* Funciona con salmuera diluida, impura.
2Cl- Cl2 + 2e-
2H2O + 2e- H2 + 2OH-

Celda de Membrana

Se separa el cátodo y el ánodo por una membrana semipermeable, excluye los iones OH- y Cl- del ánodo.
En 1970 Du Pont desarrolla membrana de polímero ácido perfluorosulfónico, Nafion.

Tipos de Celdasde Membrana

* Krebskosmo
* De Nora K40

Funcionamiento de las Celdas de Membrana

Utiliza salmuera concentrada.
Se agrega agua pura para controlar la concentración de la sosa.

Comparación de celdas utilizadas

| Celda de Mercurio | Celda de Diafragma | Celda de Membrana |
Ventajas | NaOH 50%-Cl2 puro. Tiene un proceso de purificación de la sosa caustica más sencilla...
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