Pembuatan agen pengoksidasi Cl2

1. Produk agen pengoksidasi (Cl2)Kaporit dan Klorin adalah istilah yang digunakan untuk menyebut zat yang sama. Kaporit adalah bahasa awam dari Kalsium hipoklorit yaitu senyawa klorin (Cl2) yang banyak digunakan sebagai pemutih dan desinfektan. Klorin adalah unsur halogen yang paling banyak terdapat dialam namun jarang ditemui dalam bentuk bebas. Pada umumnya klorin di temukan dalam bentuk garam halida dan ion klorida (Lihat: sifat-sifat unsur Halogen). Sumber utama klorin adalah air laut. Dalam air laut klorin berbentuk ion klorida. Pada proses pembuatan garam, ion klorida akan berikatan dengan unsur Natrium membentuk garam Natrium klorida atau garam dapur.

Klorin pada suhu kamar berbentuk gas. Pada suhu dibawah -34'C berbentuk cair dan pada suhu dibawah -103'C berbentuk kristal berwarna kekuningan. Untuk mendapatkan gas klorin dapat dilakukan dengan melakukan reaksi elektrolisis garam dapur atau dengan cara menambahkan larutan asam klorida (HCl) pada lempeng mangan oksida(MnO2). Dari beberapa hasil penelitian di ketahui bahwa elektrolisa garam merupakan cara paling efektif dalam memperoleh gas klorin. Berikut ini adalah contoh reaksi yang menghasilkan gas klorin

1. Reaksi elektrolisa garamNaCl + H2O ==> Cl2+ NaOH

NaCl = Natrium Klorida (garam dapur)H2O = AirCl2= KlorinNaOH = Natrium hidroksida (Kaustik Soda)

2. Reaksi HCl (Asam Klorida) dan MnO2(Mangan oksida)4HCl + MnO2==> Cl2+ MnCl2+ H2O

HCl = Asam KloridaMnO2 = Mangan KloridaCl2 = KloridaH2O = Air

Klorinpertama kali di identifikasi oleh seorang ahli farmasi Swedia, Carl Wilhem Scheele pada tahun 1774 namun baru pada tahun 1810 diberi nama chlorin oleh Sir Humphrey Davy seorang ahli kimia Inggris. Istilah chlorin berasal dari bahasa Yunani khloros yang berarti hijau hal yang diambil dari warna gas klorin yang kuning kehijauan. Berikut ini adalah data lengkap tentang Cl2:

(MATHESON TRI-GAS, INC.)

2. Pembuatan Cl22.1 Proses Chlor-AlkaliLebih dari 95% dari klorin di Amerika dihasilkan dari chlor-alkali proses yang melibatkan elektrolisis air garam (Chemical Week, 1996). Gambar diibawah menyajikan diagram sederhana dari proses ini. Klorin dan natrium hidroksida yang co-produk dari elektrolisis natrium klorida air garam. Listrik bertindak sebagai katalis dalam reaksi ini, yang berlangsung dalam sel elektrolitik. Jumlah listrik yang diperlukan tergantung pada parameter sel elektrolit seperti kepadatan arus, tegangan, anoda dan bahan katoda, dan desain sel.

Konversi natrium klorida (air garam) menjadi klorin dan natrium hidroksida dapat terjadi di salah satu dari tiga jenis sel elektrolit sel diafragma, sel membran, atau sel merkuri. Sebuah proses penting yang membedakan ketiganya adalah dari sel-sel itu sendiri dimana produk dicegah dari pencampuran satu sama lain, sehingga memastikan produk memiliki kemurnian yang tinggi (Kroschwitz, 1991). Klorin yang dihasilkan oleh elektrolisis air garam kemudian dimurnikan dan dicairkan untuk penggunaan komersial. Faktor-faktor penting yang mempengaruhi proses pencairan adalah komposisi gas klorin, kemurnian yang diinginkan dari klorin liquified, dan hasil yang diinginkan. Setiap langkah-langkah proses utama sekarang dijelaskan secara lebih rinci.

A. Sintesis KlorinSeperti yang ditunjukkan sebelumnya, elektrolisis adalah metode utama produksi klorin. Namun, ada proses pembuatan klorin lain. Operasi ini umumnya menangkap klorin sebagai co-produk dari produksi bahan kimia lain atau sebagai hasil dari reaksi kimia. Kemiripan ada di seluruh sel-sel yang digunakan untuk elektrolisis, namun, ada perbedaan penting antara sel diafragma, sel membran, dan proses sel merkuri. Karakteristik yang membedakan utama adalah cara dimana produk elektrolisis dicegah dari pencampuran.

1. Proses sel diapraghmaSelama proses produksi diafragma, air garam jenuh memasuki sel elektrolit dan mengalir ke ruang anoda. Sebagian air garam mengalir melewati anoda, ion klorida dilepaskan dari elektron untuk membentuk gas klor. Solusinya melewati diafragma ke ruang katoda mana natrium hidroksida (soda api) hidrogen yang dihasilkan. Gas klor dikumpulkan di bagian atas sel, didinginkan, dikompresi, dan cair. Larutan natrium hidroksida dapat mengalami langkah pemurnian lebih lanjut, tetapi umumnya didapatkan lebih dari 80%. Gas hidrogen dikumpulkan di bagian atas sel mirip dengan klorin, didinginkan dan disaring, digunakan di tempat atau dijual off-site, atau dilepaskan ke atmosfer.

2. Proses sel membraneSel membran juga berisi sebuah anoda dan katoda perakitan, tetapi mereka dipisahkan oleh semipermeabel Nafion (Ion-exchange) membran. Brine mengalir ke dalam ruang annode, tapi tidak seperti proses diafragma, ion klorida tidak bisa bermigrasi melalui membran ini ke dalam ruang katoda. Tegangan listrik dipasang antara anoda dan katoda menghasilkan gas klorin di anoda dan melepaskan ion natrium dan air ke katoda. Gas klorin mengalir keluar dari ruang anoda dan menyalurkan ke bagian pemurnian klorin. Sebaliknya, solusi katolit diproses dalam sistem penguapan di mana natrium hidroksida (soda kaustik) diperoleh, disaring, dan dijual. Soda kaustik berasal dari proses membran merupakan kualitas yang lebih tinggi daripada yang berasal dari proses diafragma.

3. Proses sel merkuriDalam proses sel merkuri, produksi chlor-alkali melibatkan dua berbeda cells.The sel elektrolit menghasilkan gas klorin (lihat Gambar 2-4), dan dekomposer amalgam terpisah (tidak digambarkan) menghasilkan gas hidrogen dan larutan kaustik. Air garam jenuh diumpankan ke sel elektrolit, dan air garam mengalir di atas merkuri terus menerus dimasukkan (bertindak sebagai katoda dalam proses ini). Arus listrik dialirkan, menyebabkan reaksi menghasilkan gas klorin di anoda ditangguhkan di atas sel dan amalgam merkuri di katoda. Klorin yang dikumpulkan di bagian atas sel sementara amalgam hasil untuk dekomposer tersebut. Pada decomposer tersebut, amalgam merkuri datang dengan air deionisasi dimana ia bereaksi dan kembali menjadi unsur merkuri dan menghasilkan larutan kaustik dan hidrogen. Solusi kaustik dan hidrogen akan ditransfer ke proses lainnya untuk pemurnian, dan merkuri didaur ulang kembali ke dalam sel. Seperti diafragma proses, sel merkuri menghasilkan kualitas tinggi dari soda kaustik langsung dari larutan kaustik.