Persiapan klorin dan natrium hidroksida dengan elektrolisis

The elektrolisis dari larutan NaCl, juga dikenal sebagai “ air asin ”, adalah salah satu reaksi kimia yang paling penting pada tingkat industri. Bahan awal, natrium klorida, dapat dipertimbangkan tanpa batas dan diekstraksi dari laut atau dari endapan yang berasal dari alam, oleh karena itu perlu dilakukan operasi pemurnian, setelah ekstraksi, selalu sebelum melakukan elektrolisis.

Elektrolisis larutan NaCl menghasilkan pembentukan hidrogen di katoda, dan munculnya klorin di anoda:

Di katoda: 2 H2O (l) + 2 e- → H2 (g) + 2OH- (aq)
Di anoda: 2 Cl- (aq) → Cl2 (g) + 2e-

Ion natrium bukan peserta dalam reaksi elektrolisis, karena lebih mudah untuk melakukan reduksi air. Reaksinya akan menjadi:

2 Na + (aq) + 2 Cl- (aq) + 2 H2O (l) → elektrolisis → H2 (g) + Cl2 (g) + 2 Na + (aq) + 2 OH- (aq)

Akibatnya, proses yang sangat penting ini memungkinkan kita untuk mengubah senyawa yang cukup melimpah dan terjangkau secara ekonomi, seperti natrium klorida, menjadi dua produk dasar yang sangat diminati di tingkat industri, seperti klorin dan natrium hidroksida. juga diproduksi dan dapat digunakan.

Dalam prosesnya, beberapa reaksi sekunder yang tidak sepenuhnya diinginkan dapat dilakukan, seperti kombinasi klorin dan hidrogen yang ternyata dapat meledak; Itulah sebabnya salah satu jenis sel elektrolisis yang paling banyak digunakan adalah sel yang memiliki diafragma berpori, umumnya terbuat dari bahan asbes, sehingga larutan dapat mengalir dengan mudah, tetapi mencegahnya bersentuhan dengan gas lain. Dalam sel diafragma, NaCl sebagian dielektrolisis, menghasilkan larutan yang berasal dari katoda dan mengandung sekitar 11% natrium hidroksida dan 16% natrium klorida, yang setelah dipekatkan dengan Penguapan memberi kita larutan yang mengandung 50% NaOH dan 1% natrium klorida, karena sisa natrium klorida mengkristal ketika larutan dipekatkan.

Ada jenis sel lain yang sering digunakan, sel merkuri, yang ditandai dengan menggunakan katoda merkuri. Klorin juga diproduksi di bagian anoda, tetapi dengan katoda tersebut reduksi dibuat dalam ion natrium, membentuk natrium logam, yang larut dalam merkuri dalam keadaan cair, sehingga menimbulkan pembentukan amalgam. Amalgam tersebut, Na / Hg, dipompa ke tangki lain, di mana ia akan bereaksi dengan air, membentuk larutan dengan kandungan natrium hidroksida 50%, sedangkan merkuri yang ada akan didaur ulang dan dilewatkan ke dalam sel melalui elektrolisis.

Keuntungan utama dari sel jenis ini adalah bahwa NaOH yang diperoleh memiliki kemurnian yang lebih tinggi, tetapi sulit untuk menghindari kehilangan merkuri dalam air limbah, yang menyebabkan kontaminasi yang tidak diinginkan.

Untuk menghindari tumpahan merkuri, industri kimia secara bertahap mengganti sel jenis ini dengan sel membran, yang mengandung membran selektif yang didasarkan pada polimer berfluorinasi, yang mampu menggabungkan kemurnian natrium hidroksida yang diperoleh dalam sel merkuri dengan lebih sedikit listrik. pengeluaran dari sel diafragma, yang memungkinkan mencapai konsentrasi tinggi natrium hidroksida dan menghilangkan asbes yang telah digunakan. Teknologi tersebut berdasarkan sel membran saat ini menggantikan sel merkuri dan diafragma.

Related Posts