¿Cuál es la diferencia entre hidróxido de sodio y ácido clorhídrico?
Hidrólisis de la sal
En Europa, hasta finales del siglo XIX, la sosa cáustica se producía por la acción de la ceniza vegetal, la carbonato de sodio y el hidróxido de calcio.
En 1773, el químico sueco Scheele calentó una solución salina con óxido de plomo para obtener una solución de hidróxido sódico y pigmento amarillo de oxicloruro de plomo, convirtiendo el hidróxido sódico en carbonato sódico.
El método de las sales ferrosas apareció en Alemania en 1882. Se trata de una mezcla de carbonato de sodio seco y óxido de hierro triturado en una proporción de 1:3. La mezcla se calcina en un horno para producir ferrita de sodio fundida. Cuando el agua caliente actúa sobre la ferrita de sodio, se descompone en una solución de hidróxido de sodio y óxido de hierro.
Después de que el físico italiano Volta inventara la batería en 1800, el químico Cruickshank la utilizó para electrolizar sal y detectó hidróxido de sodio en el cátodo.
No fue hasta la llegada de los motores eléctricos a finales de los años 60 que se obtuvo hidróxido de sodio mediante electrólisis de soluciones salinas baratas.
La solución salina electrolítica produce gas hidrógeno en el cátodo y cloro gaseoso en el ánodo. El hidróxido de sodio permanece en solución.
Sin embargo, el cloro producido reacciona con el hidróxido de sodio. Se vuelven a producir cloruro de sodio e hipoclorito de sodio.
Para solucionar este problema, científicos y técnicos buscan soluciones. Instalaron una capa de aislamiento entre los dos polos y dividieron la celda electrolítica en dos partes, una parte es la cámara catódica y la otra es la cámara anódica, para evitar que los productos de la electrólisis interactúen. La capa de aislamiento también debe permitir que los iones pasen libremente para que la electrólisis pueda desarrollarse normalmente.
En 1890, la Grisi Chemical Factory y la March Weber Company desarrollaron conjuntamente un electrolizador de diafragma para cemento. En 1903, Hooke Electrochemical Company desarrolló un electrolizador de diafragma de amianto. Como resultado, se pusieron en producción varios separadores.
De esta forma, a finales del siglo XIX y principios del XX se preparaba una gran cantidad de hidróxido de sodio en el tanque de diafragma para electrolizar el agua.
Dado que la sal no se puede descomponer completamente en el tanque de diafragma, la solución de hidróxido de sodio preparada contiene una cierta cantidad de sal, que debe evaporarse y concentrarse para cristalizar la sal y obtener hidróxido de sodio puro.
Método de solución de mercurio
En 1892, Castler, un técnico químico estadounidense que vivía en el Reino Unido, propuso utilizar mercurio como cátodo para electrolizar salmuera para preparar hidróxido de sodio y obtuvo una patente. .
Los iones de sodio (Na+) tienen más probabilidades de descargarse en el electrodo de mercurio que los iones de hidrógeno (H+), y tras obtener electrones se genera sodio metálico. Forma amalgama de sodio con mercurio. La aleación se introduce en una cámara de disolución de sodio para producir hidróxido de sodio y gas hidrógeno.
De esta forma no es necesaria ninguna capa separadora en la celda electrolítica, y la solución de hidróxido sódico obtenida tiene una alta concentración.
Sin embargo, el ingeniero químico austriaco Kirli fue el primero en utilizar este método. Patentó este método antes que Castler. Los dos químicos están dispuestos a cooperar y no planean litigar. En 1895, se estableció Castler-Currie Soda Manufacturing Company. En 1896 y 1897, se construyeron y pusieron en producción plantas en Niagara Falls, EE. UU., y Runcorn, Cheshire, Inglaterra, Inglaterra. Las Cataratas del Niágara tienen un gran suministro de electricidad. El norte de Runcorn está cerca del mar de Irlanda y la sal abunda. En 1898, la fábrica de la ciudad de Longgang produciría 20 toneladas de hidróxido de sodio y 40 toneladas de polvo blanqueador por día (el polvo blanqueador se elaboraba absorbiendo cloro de la cal hidratada).
Electrólisis del ácido perfluorosulfónico
El hidróxido de sodio preparado mediante electrodo de mercurio tiene alta concentración y bajo contenido de sal, no requiere evaporación ni concentración y puede usarse directamente en aplicaciones que requieren mayor contenido de sodio. hidróxido. industria química. Sin embargo, durante el proceso de producción de electrólisis del electrodo de mercurio, se escapa vapor de mercurio, lo que es muy perjudicial para la salud de los operadores. La emisión de escoria de mercurio contamina el medio ambiente y los costos operativos son altos. En la década de 1960, la empresa estadounidense DuPont desarrolló una membrana de iones de ácido perfluorosulfónico.
Esta membrana es selectiva y solo permite el paso de una pequeña cantidad de moléculas de agua con bandas de Na+, mientras que el Cl- se bloquea, lo que hace que el contenido de NaCl en la solución de hidróxido de sodio del producto catódico sea bajo, lo que la convierte en la tercera membrana. método de electrólisis.
Preparación del ácido clorhídrico
Dado que los electrodos de grafito no son resistentes a la corrosión, los fabricantes americanos utilizan un nuevo electrodo, un electrodo de titanio, con una capa exterior de platino, rutenio o iridio.
El cloro gaseoso obtenido por electrólisis se utilizó inicialmente para elaborar blanqueadores en polvo, etc. No fue hasta 1912 que Castler-Curry Alkali Company comenzó a encender cloro gaseoso en hidrógeno para generar gas cloruro de hidrógeno, que se disolvía en agua para generar ácido clorhídrico.
El ácido clorhídrico es una mezcla de ácido nítrico concentrado 1 y ácido clorhídrico concentrado 3, aunque fue creado por alquimistas árabes en los siglos VII y VIII. En aquella época, se elaboraba añadiendo salitre (nitrato de potasio) y cloruro de amonio natural al ácido sulfúrico obtenido de la destilación de vitriolo verde (sulfato ferroso). Sin embargo, como forma separada de ácido clorhídrico, fue obtenido por primera vez en el siglo XVII por el médico belga Hermon calentando sal y arcilla seca. En 1658, el químico alemán Glauber lo creó mediante la reacción de óxido de sodio y ácido sulfúrico. A finales de 2018, durante el proceso de producción de álcali en Lublon, se produjo ácido clorhídrico como subproducto. Además del óxido de sodio, también se puede obtener ácido clorhídrico electrolizando salmuera, lo que se puede describir como "electricidad".
En cuanto a la síntesis directa del gas cloruro de hidrógeno a partir de hidrógeno y cloro, los profesores de química franceses Gautier y Hailie publicaron un informe de investigación en 1897 afirmando que las dos mezclas de gases no cambiaban después de ser colocadas en la oscuridad durante 15 a 16 meses combinar lentamente. Con luz brillante, la reacción se acelera rápidamente y con luz solar se produce una explosión. En 1902, los químicos británicos Miller y Russell descubrieron que estos dos gases, si se secaban previamente, no explotarían después de mezclarse a la luz del sol. Por lo tanto, la síntesis directa de gas cloruro de hidrógeno a partir de hidrógeno y cloro debe secarse previamente.
El quemador está formado por dos tubos concéntricos. El cloro gaseoso seco entra por el tubo interior inferior. El hidrógeno seco entra por el tubo exterior. Si el tubo exterior se llena con cloro y el tubo interior se llena con hidrógeno, el cloro quedará después de quemarse, lo que afectará la salud de los trabajadores y será perjudicial para los residentes y los cultivos cercanos a la fábrica. Cuando se sintetizan hidrógeno y cloro, se genera una gran cantidad de calor. El gas cloruro de hidrógeno producido se enfría y se recoge con agua para obtener ácido clorhídrico.
El empresario chino Wu (1891~1953) fundó la fábrica electroquímica Tianyuan en Shanghai en 1999. En mi país, el método del diafragma se utilizó por primera vez para electrolizar salmuera para producir hidróxido de sodio, y el cloro y el hidrógeno como subproductos se utilizaron para sintetizar ácido clorhídrico para producir glutamato monosódico. También se utilizó cloro para producir polvo blanqueador, clorato de potasio y cerillas.