Procés de Castner-Kellner
El procés de Castner-Kellner és un método d'electrólisis en una solució acuosa d'un clorur d'alcalino (generalment solució de clorur de sodi solució) per a produir el alcalino corresponent hidròxit,[1] inventat per American Hamilton Castner i austríaca[2] Karl Kellner en la década de 1890.
Història
[editar | editar còdic]La primera palesa per a electrolizar salmorra va ser otorgada en Anglaterra en 1851 a Charres Watt. No obstant, el seu procés no era un método econòmicament factible per a produir hidròxit de sodi perque no podia evitar que el clor que es va formar en la solució de salmorra reaccionara en les seues uns atres components. Hamilton Castner va resoldre el problema de la mescla en l'invenció de la cela de mercuri i se li va concedir una palesa nortamericana en 1892 ([1]). El químic austríac Carl Kellner va aplegar a una solució similar aproximadament al mateix temps. Per a evitar una batalla llegal, es varen convertir en socis en 1895, fundant l'empresa Castner-Kellner Alkali Company, que va construir plantes que ampren el procés en tota Europa. El procés de les cèlules de mercuri continua en us fins als nostres dies.[3] Les operacions actuals de la planta de cèlules de mercuri són criticades per la lliberació ambiental de mercuri[4] lo que en alguns casos conduïx a un enverinament per mercuri greu com va ocórrer en la malaltia de Ontario Minamata. Per estes preocupacions, les plantes de cèlules de mercuri s'estan eliminant gradualment i s'està fent un esforç sostingut per a reduir les emissions de mercuri de les plantes existents.
Detalls del procés
[editar | editar còdic]
L'aparat mostrat es dividix en dos tipos de celes separades per parets de pissarra. El primer tipo, que es mostra a la dreta i a l'esquerra del diagrama, utilisa una solució d'electrolito de clorur de sodi, un ànodo de grafit (A) i un càtodo de mercuri (M). L'atre tipo de cela, que es mostra en el centre del diagrama, utilisa un electrolito de solució d'hidròxit de sodi, un ànodo de mercuri (M) i un càtodo de ferro (D). l'electrodo de mercuri és comú entre les dos cèlules. Açò es conseguix fent que les parets que separen les cèlules se sumergixquen per baix del nivell dels electrolitos, pero, aixina i tot, permeten que el mercuri fluïxca baix d'ells.[5]
La reacció en l'ànodo (A) és:
- Cl− →1/2 Cl2 + i−
El gas de clor que produïx respiraders en la part superior de les celes externes a on es recolecta com un subproducte del procés. La reacció en el càtodo de mercuri en les cèlules externes és
- Na+ + i- → Na (amalgama)
El sodi metàlic format per esta reacció es dissol en el mercuri per a formar una amalgama. El mercuri conduïx la corrent des de les celes externes a la cela central. Ademés, un mecanisme de balancege (B que es mostra en un punt de respal a l'esquerra i un excèntric giratori a la dreta) agita el mercuri per a transportar el sodi dissolt de les cèlules externes a la cèlula central.
La reacció de l'ànodo en la cela central té lloc en l'interfaç entre el mercuri i la solució d'hidròxit de sodi.
- 2Na (amalgama) → 2Na + + 2i -
Finalment, en el càtodo de ferro (D) de la cèlula central, la reacció és
- 2H2O + 2i− → 2OH− + H2
L'efecte net és que la concentració de clorur de sodi en les cèlules externes disminuïx i la concentració d'hidròxit de sodi en les cèlules centrals aumenta. A mida que el procés continua, part de la solució d'hidròxit de sodi es retira de la cela central com a producte d'eixida i es reemplaça en aigua. S'agrega clorur de sodi a les cèlules externes per a reemplaçar lo que s'ha electrolizado.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Pauling, Linus; General Chemistry 1970 ed. pp. 539–541 Dover publishing
- ↑ Stratton, Michael, 1953-1999.; English Heritage., {{{nom2}}} (2000). Twentieth century industrial archaeology, I & FN Spon, p. 80-81. OCLC 43936700. ISBN 0-419-24680-0.
- ↑ Chemistry Chronicles
- ↑ Chlorine Plants: Major, Overlooked Source of Mercury Pollution, Oceana
- ↑ Newell, Lyman C.; Descriptive Chemistry p. 291; D. C. Heath and company, 1903
- Este artícul conté una traducció derivada de «Proceso de Castner-Kellner» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.