Cloruro de Sodio



Universidad Autónoma de Santo Domingo
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Química
Cátedra de Tecnología

Asignatura:
Tecnología Industrial 1.
(INQ-353).


Profesor:
Ángel Labour Gómez.


Tema:
Cloruro de Sodio

Fecha de entrega:
20/2/2014


Contenido


















Introducción
























Derivados delCloruro de sodio
























Importancia del Cloruro de sodio como materia prima

























Obtención de cloro-sosa

La reacción de electrólisis del NaCl(aq) se representa por la siguiente ecuación:

Cuando la electrólisis se lleva a cabo a escala industrial se la denomina proceso cloro-sosa atendiendo a los nombresde los productos principales: cloro y la sosa NaOH(aq). El proceso cloro-sosa es uno de los procesos electrolíticos más importantes.

Diafragma
En la célula con diagrama, el Cl2(g) se produce en el compartimento anódico y el H2(g) y el NaOH(aq) el compartimento catódico. Si el Cl2(g) entra en contacto con el NaOH(aq), el Cl2 se transforma por reacción de desproporción en ClO-(aq), ClO3-(aq) yCl-(aq). La misión del diafragma es evitar este contacto. El NaCl(aq) del compartimento anódico se mantiene a un nivel ligeramente superior al del compartimento catódico. Esto origina un flujo gradual del NaCl(aq) entre ambos compartimentos y reduce el flujo de NaOH(aq) hacia el compartimento anódico. La disolución del compartimento catódico, conteniendo aproximadamente 10-12 por ciento de NaOH(aq)y 14-16 por ciento de NaCl(aq), se concentra y se purifica por evaporación de agua y cristalización del NaCl(s). El producto final tiene 50 por ciento de NaOH(aq) y hasta 1 por ciento de NaCl(aq).
El voltaje teórico necesario para la electrólisis es 2.19 V. En realidad, se utiliza un voltaje de aproximadamente 3.5 V debido a la resistencia interna de la célula y las sobretensiones en loselectrodos. La intensidad de la corriente se mantiene alta, habitualmente es del orden de 1 x105 A .


Celda de mercurio
El NaOH(aq) producido en la célula con diafragma no es suficientemente puro para algunas aplicaciones, como la producción de rayón. Se alcanza mayo pureza si la electrólisis se lleva a cabo en una célula de mercurio. Esta célula se aprovecha de la gran sobretensión para la reduccióndel H2O(l) a H2(g) y OH-(aq) en un cátodo de mercurio. La reducción que ocurre en su lugar es la del Na+(aq) a Na, que se disuelve en el Hg(l) formándose una amalgama (aleación Na-Hg) con aproximadamente 0.5 por ciento de Na en masa.

El NaOH(aq) se forma cuando se extrae de la célula la amalgama de Na y se trata con agua

El mercurio líquido se recicla introduciéndolo de nuevo en la célulaelectrolítica.
Aunque la célula de mercurio tiene la ventaja de que se produce NaOH(aq) concentrado de gran pureza, tiene algunos inconvenientes. La célula de mercurio requiere un voltaje más alto que la célula con diafragma (aproximadamente 4.5 V en vez de 3.5 V) y consume más energía eléctrica, aproximadamente 3 400 kWh/ton Cl2 la célula ce mercurio, comparado con 2 500 para la célula condiafragma. Otro grave inconveniente es la necesidad de controlar los escapes de mercurio. Las pérdidas de mercurio, que llegaron en laguna época a alcanzar 200 g Hg por tonelada de Cl2 , han sido reducidas hasta aproximadamente 0.25 g HG por tonelada de Cl2 en las plantas ya existentes y hasta la mitad de esta cantidad en las plantas de nueva construcción.
El proceso cloro-sosa ideal debería tener unbajo consumo de energía y evitar utilizar mercurio. Un tipo de célula que cumple estos requisitos es la célula de membrana. En ella se sustituye el diafragma poroso por una membrana intercambiadora de cationes, generalmente hecha con un polímero fluorocarbonado. La membrana permite el paso entre los compartimentos anódico y catódico de los catones hidratados (Na+ y H3O+), pero restringe en gran...