Descreva os principais modelos para obtenção do gás cloro e da soda caustica; mostre vantagens e desvantagens para cada um deles.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para a gente descrever os principais métodos para produzir gás cloro e soda cáustica, além de mostrar as vantagens e desvantagens de cada um. A matéria envolvida aqui é a Química Industrial, mais especificamente os processos de eletrólise usados na fabricação desses produtos. Para resolver isso, vamos precisar entender os diferentes tipos de células eletrolíticas utilizadas nesse processo.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre o processo de eletrólise, que é a base para a produção tanto do gás cloro quanto da soda cáustica. A eletrólise envolve passar uma corrente elétrica por uma solução salina (como o cloreto de sódio diluído em água) para separar os íons e produzir os produtos desejados.
Passo 3
Existem três principais modelos de células eletrolíticas usados para esse fim:
- Célula de Mercúrio (Processo Castner-Kellner)
- Célula com Diâmetro (Célula Diaphragma)
- Célula de Membrana
Vamos entender cada uma delas.
Passo 4
1. Célula de Mercúrio (Processo Castner-Kellner):
Nesse método, o cátodo é feito de mercúrio líquido. Os íons de sódio se combinam com o mercúrio para formar hidróxido de sódio e liberam hidrogênio no cátodo.
Vantagens:
- Alta eficiência na produção de soda cáustica.
- Boa qualidade do produto final.
Desvantagens:
- Uso de mercúrio, que é tóxico e representa riscos ambientais.
- Processo mais caro devido ao uso de mercúrio.
Passo 5
2. Célula com Diâmetro (Célula Diaphragma):
Aqui, utiliza-se um separador poroso, chamado diâmetro, que impede a mistura dos produtos na eletrólise. O cloro é produzido no ânodo, e a soda cáustica é formada no cátodo.
Vantagens:
- Menor custo operacional comparado à célula de mercúrio.
- Menor impacto ambiental por não utilizar mercúrio.
Desvantagens:
- Menor pureza da soda cáustica.
- Consumo energético mais alto.
Passo 6
3. Célula de Membrana:
Neste processo, uma membrana seletiva separa os dois eletrodos, permitindo a passagem de íons sódio enquanto bloqueia a mistura dos produtos. O cloro é gerado no ânodo e a soda cáustica no cátodo.
Vantagens:
- Alta pureza da soda cáustica.
- Alto rendimento e menor consumo de energia.
- Menor impacto ambiental comparado à célula de mercúrio.
Desvantagens:
- Investimento inicial mais alto devido à tecnologia da membrana.
- Possíveis desgastes e necessidade de manutenção da membrana.
Resposta
Então, resumindo, os principais modelos para obtenção do gás cloro e da soda cáustica são a Célula de Mercúrio, a Célula com Diâmetro e a Célula de Membrana. Cada um apresenta suas vantagens e desvantagens em termos de eficiência, custo, pureza do produto e impacto ambiental.
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