Electroquímica. obtenció de cloro

Electroquímica
Obtención de cloro

1. OBJETIVOS

Objetivo general

Obtener cloro gaseoso por electrolisis de cloruro de sodio (sal común).

Objetivo especifico

Obtener productos secundarios: Hidrogeno gaseoso e hidróxido de sodio a partir de la misma electrolisis de sal común.

Comprobar la obtención de los productos secundarios según las características teóricas quese sabe de estos.

2. FUNDAMENTO TEÓRICO

El cloro, elemento químico con número atómico 17 y peso atómico 35.45, se encuentra en estado gaseoso a temperaturas y presiones ordinarias, el gas presenta un color amarillo verdoso.

Este elemento es uno de los cuatro elementos químicos estrechamente relacionados que han sido llamados halógenos. Es conocido por ser el segundo en reactividadentre los halógenos después del flúor es por eso que se encuentra libre en la naturaleza solo a temperaturas elevadas de gases volcánicos. Se combina con metales, no metales y materiales orgánicos para formar cientos de compuestos.

Las reacciones químicas y casi todos los procesos biológicos se llevan a cabo en medio acuoso, es importante considerar las propiedades de las disolucionesacuosas, ya que muchas reacciones importantes involucran sustancias que son electrolitos. El primer proceso electrolítico para la producción de cloro fue patentado en 1851 por Charles Watt en Gran Bretaña. En 1868, Henry Deacon produjo cloro a partir de ácido clorhídrico y oxígeno a 400ºC (750ºF), con cloruro de cobre impregnado en piedra pómez como catalizador. Las celdas electrolíticas modernasproducen sustancias cáusticas (NaOH o KOH), cloro e hidrógeno como se describirá mas adelante

1. . Proceso de Electrolisis
El proceso de electrólisis consiste en aplicar una corriente eléctrica a una determinada sustancia iónica, lo que permite separar sus iones. La electrólisis se produce en una celda donde se distinguen dos compartimentos o electrodos: el polo positivo (ánodo) y elpolo negativo (cátodo), de forma que al aplicar la corriente, los iones positivos se sienten atraídos hacia el polo de signo contrario (es decir, hacia el cátodo) y los iones negativos se sienten atraídos hacia el ánodo.

Figura 1. Esquema de una celda electrolítica

El “Cloro” se puede obtener por distintos procesos; se puede preparar, a pequeña escala mediante la adición lentade HCl concentrado y desoxigenado sobre dióxido de manganeso hidratado. El Cl2 así generado se puede purificar pasándolo a través de agua, eliminándose el HCl, y de H2SO4, para eliminar el H2O. Por último se puede purificar más pasándolo por un tubo que contiene CaO o P2O5.

MnO2 (s) + 4HCl(conc.) → Cl2(g) + MnCl2(ac) + H2O(l)
También se puede obtener por el proceso mas industrial,mediante electrolisis de disolución de sal común. Se prepara raramente en el laboratorio debido a que se comercializa en botellas de presión de distintas capacidades. Juntamente con el cloro se obtiene también sosa cáustica (NaOH), e hidrógeno. La sosa cáustica es un álcali extremadamente importante para la industria química, que se utiliza para la producción de papel, aluminio, fibras textiles(rayón, fibrana), jabones y detergentes, procesamiento de alimentos, tratamiento de aguas, etc. El hidrógeno se utiliza en la hidrogenación de grasas, fabricación de vidrio plano, suavizantes, etc, o como combustible. Por cada 1,7 t de cloruro sódico se obtiene 1 t de cloro, 1,13 t de sosa cáustica y 315 m3 de hidrógeno.

2NaCl (aq) + 2 H2O 2 NaOH (aq) + Cl2 + H2cloruro de sodio agua sosa caustica cloro hidrogeno
Existen tres métodos de producción de cloro a partir de una disolución de sal en agua (salmuera):
• Proceso del Mercurio
Fue la primera técnica de producción de cloro y sosa caustica utilizada a escala industrial. Se trata, además, de un procedimiento desarrollado principalmente en Europa, ya que se...