ESTEQUIOMETRIA NA PRODUÇÃO DE CLORO-SODA

Beatriz Alves; Gabriel Silveira;  Marcela Ferrazoli; Matheus Perrechi; Rodrigo Ribeiro

Orientador: Profa. Rebeca Piumbato Chaparro

FACULDADES OSWALDO CRUZ

Bacharelado em Química

RESUMO: O objetivo deste artigo é a aplicação do cálculo estequiométrico na obtenção de cloro e soda através da eletrolise da salmoura sem agredir o meio ambiente. Este trabalho apresenta como é feita a produção de Cloro-Soda, usada para o comercio de cloro e soda cáustica. Conclui-se que o uso do cálculo estequiométrico da eletrolise da salmoura mostra-se muito eficiente quanto a necessidade de saber a proporção dos elementos envolvidos na produção.

PALAVRAS-CHAVE: soda cáustica; cloro; estequiometria.

1 INTRODUÇÃO

O cloro e a soda estão entre as substâncias mais produzidas nas industrias químicas, não só porque a matéria-prima destas estão em abundância pelo planeta, mas também porque são empregadas em vários setores da economia, como na produção de papel, alimentos, produtos de limpeza, produtos agrícolas, tratamentos hídricos, processos metalúrgicos, entre outras aplicações.

O objetivo deste trabalho é a aplicação do cálculo estequiométrico na obtenção de cloro e soda através da eletrolise da salmoura, sem agredir o meio ambiente.

2 PRODUÇÃO DE CLORO-SODA

O NaCl é o elemento principal na produção de Cloro-Soda. O sal é extraído de uma camada subterrânea, onde se encontra prensado entre duas rochas. Para a extração utiliza-se um sistema de bombeamento, onde aplica-se água para que ele se dissolva e suba à superfície em forma de salmoura. Quando o sal chega na fábrica, a solução é tratada e depois eletrolisada, o que resulta da soda cáustica. Depois de concentrar a soda, tem seu excesso de sal tirado e comercializado. Já o cloro é destinado às empresas.

No início, utilizavam-se três caldeiras no processo; porém para evitar descontinuidade e queda do produto, as caldeiras foram substituídas por uma caldeira maior, sem queda de produtividade e com menor impacto ambiental.

A ação de sustentabilidade é que todo o resíduo do processo volta para a camada subterrânea de onde foi extraída. Isso é considerado totalmente sustentável, pois evita o contado de qualquer resíduo com o ambiente em volta.

Um dos meios de se produzir cloro e a soda cáustica é  pela eletrólise da salmoura. Neste processo, o cloro é produzido no ânodo e a água no cátodo, como segue nas equações 1 a 3:

Semi reação de oxidação: 2Cl^- → Cl₂ + 2e^-                                                  Equação 1

Semi reação de redução: 2H₂O + 2Na + 2e^-→ 2NaOH + H₂                  Equação 2

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       Reação global: 2NaCl_(aq) + 2H₂O_(l) → 2NaOH_(aq) + H_2(g) + Cl_2(g)             Equação 3

3 ESTEQUIOMETRIA

Para cada 1 tonelada de cloro produzida, 1,12 toneladas de soda é produzida, temos a estequiometria da produção de cloro-soda:

1 mol Cl₂ → 2 mol NaOH

1x 71g Cl₂ → 2x 40g NaOH

1t Cl_{2 →} Y

Y = 1,12 toneladas de NaOH

Adotando 2mol de NaCl em uma reação, temos as seguintes relações em gramas:

2x NaCl    -   2x H₂O   -    2x NaOH    -    1x H₂   -    1x Cl₂

2x 58,5g    -    2x 18g    -      2x 40g      -    1x 2g    -    1x 71g

         117g NaCl   -   36gH₂O  -  80g NaOH   -   2g H₂   -   71g Cl2₂

4 CONCLUSÃO

        A obtenção de cloro-soda através da eletrólise de salmoura, segundo o trabalho feito, apresenta-se totalmente viável, em primeiro lugar porque produz uma quantidade de material aceitável de clora e soda como os cálculos estequiométricos mostraram. O processo não agride o meio ambiente pois o resíduo do processo é gás hidrogênio.

5 REFERÊNCIAS

●                    BNDES. Soda-cloro. Disponível: <http://www.bndes.gov.br/SiteBNDES/export/sites/default/bndes_pt/Galerias/Arquivos/conhecimento/relato/rs7_gs4.pdf> (Acesso: 08.Setembro.2015)

●                    DOW. Cloro, soda cáustica e sustentabilidade: integração positiva. Disponível: <http://msdssearch.dow.com/PublishedLiteratureDOWCOM/dh_0145/0901b80380145c08.pdf?filepath=facilities/pdfs/noreg/823-00041.pdf&fromPage=GetDoc> (Acesso:08.Setembro.2015)

●                    UFPB. Seminário de Físico Química II. Disponível: <http://www.quimica.ufpb.br/monitoria/Disciplinas/termodinamica2/material/M5_Eletrolise_de_salmoura_-_VADSON%20W.%20B.%20DE%20SOUSA.pdf> (Acesso: 08.Setembro.2015)

●                    USP. Processos químicos industriais I. Disponível: <http://www.dequi.eel.usp.br/~acsilva/6%20-%20Alcalis.pdf> (Acesso:08.Setembro.2015)