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工業(yè)制氯氣
導讀 工業(yè)上制造氯氣的主要方法是通過電解飽和食鹽水(NaCl)溶液,這一過程通常在稱為電解槽的設備中進行。該過程不僅生產(chǎn)氯氣,還生成氫氧化鈉...
工業(yè)上制造氯氣的主要方法是通過電解飽和食鹽水(NaCl)溶液,這一過程通常在稱為電解槽的設備中進行。該過程不僅生產(chǎn)氯氣,還生成氫氧化鈉(NaOH)和氫氣(H2)。以下是工業(yè)制取氯氣的基本流程:
1. 飽和食鹽水的準備
首先,將粗鹽溶解于水中形成飽和食鹽水。為了去除雜質(zhì),通常會加入一些助劑,并通過過濾和沉淀等步驟凈化。
2. 電解過程
飽和食鹽水被送入電解槽,電解槽內(nèi)部有兩個電極:陰極和陽極。陰極通常是用鐵制成的,而陽極則使用涂有二氧化銥(IrO2)或其它耐腐蝕材料的鈦網(wǎng)。當電流通過時,發(fā)生以下化學反應:
- 在陽極(正極),氯離子(Cl?)失去電子變成氯氣(Cl?):
\[ 2Cl^{-} → Cl_{2} + 2e^{-} \]
- 在陰極(負極),水分子獲得電子變成氫氣(H?)和氫氧根離子(OH?):
\[ 2H_{2}O + 2e^{-} → H_{2} + 2OH^{-} \]
電解過程中產(chǎn)生的氫氧化鈉(NaOH)溶解在電解液中,形成了燒堿溶液。
3. 氯氣的收集與處理
生成的氯氣從電解槽頂部收集,經(jīng)過冷卻和干燥后儲存。由于氯氣具有強腐蝕性和毒性,因此在儲存和運輸過程中需要特別注意安全措施。
4. 副產(chǎn)品利用
電解過程中產(chǎn)生的氫氣可以作為副產(chǎn)品回收利用,例如用于合成氨或作為燃料。而氫氧化鈉溶液(燒堿)則是重要的化工原料,在造紙、紡織、肥皂和清潔劑制造等多個行業(yè)中有著廣泛的應用。
總之,工業(yè)制氯氣是一個復雜但高效的化學過程,它不僅滿足了對氯氣的需求,同時也為其他行業(yè)提供了有用的副產(chǎn)品。