تحضير غاز الكلور

تحضيــــــــر غــــــاز الكــــــلور ..

يعتبر غاز الكلور من أنشط العناصر في الجدول الدوري ويوجد ضمن المجموعة السابعة " الهالوجينات "
ويوجد في الطبيعة في مياه البحر على شكل كلوريد الصوديوم وعلى شكل طبقات صخرية نتيجة تبخر بحار قديمة ... كما يوجد بشكل ملح مختلط " ملح البوتاسيوم والمغنيسيوم " ويطلق عليه خام الكارناليت " ستراسفير " وملح البوتاسيوم والصوديوم واسمه سفلين ..

الخواص الفيزيائية لغاز الكلور ..

غاز اللون له رائحة خانقة ، وهو سام جداً ..
وقد عزله لأول مرة الكيميائي شيل عام 1774م نتيجة تأثير حمض الهيدروكلوريك على ثاني أكسيد المنجنيز MnO2 إلا أنه يُحضر حالياً بالتحليل الكهربائي الكيميائي لمحلول مركز من كلوريد الصوديوم .
و ينصهر عند درجة حرارة 101٫6˚ م . ويغلي عند درجة حرارة ـ 34٫6˚ م ..

تحضيره ..

أ - في المختبر ..

يمكن تحضيره من خلال تفاعل حمض الهيدروكلوريك أو كلوريد الصوديوم المصهور مع حمض الكبريتيك في ثاني أكسيد المنجنيز ...
وقد استخدم هذا التفاعل قديماً كطريقة صناعية للحصول على الكلور وذلك في عام 1866م ، حيث كان المنجنيز على شكل كلوريد المنجنيز MnCl2 . يؤكسد هذا المركب بهيدروكسيد الكالسيوم Ca(OH)2 ، والهواء فنحصل على MnO2 .
ويمكن تحضير الكلور أيضاً من حمض الهيدروكلوريك على شكل بخار إذ يؤكسد HCl مباشرة بأكسجين الجو في وجود عامل حافز مثل كلوريد النحاسيك CuCl2 ..

ملاحظات مهمة أثناء التحضير ..

يتم غسل الغاز بالماء ... وذلك لإزالة شائب كلوريد الهيدروجين منه .
استخدام حمض الكبريتيك في القارورة الثانية : وذلك لتجفيف الغاز .
استعمال ثيوكبريتات الصوديوم في التجربة وذلك ليتفاعل مع غاز الكلور الفائض حتى ليؤدي إلى تلوث الهواء بهذا الغاز السام .

ب - في الصناعة ...

يُحضر غاز الكلور في الصناعة من خلال التحليل الكهربائي لكلوريد الصوديوم ...

وهناك طريقتين ..

أ – التحليل الكهربائي لمصهور كلوريد الصوديوم :

حيث يتحول كلوريد الصوديوم إلى مصهور موصل للتيار الكهربائي ، فتتجه أيونات الصوديوم إلى القطب السالب " المهبط " وتترسب على شكل فلز الصوديوم أما أيونات الكلور فهي تتجه إلى القطب الموجب " المصعد " ويتصاعد غاز الكلور عند المصعد ..
ونظراً لأن كلوريد الصوديوم ينصهر عند درجة حرارة 800˚ م فإن أقطاب جهاز التحليل تتلف بفعل الحرارة والعناصر التي تظهر عليها ..

ب- التحليل الكهربائي لمحلول كلوريد الصوديوم :

وتعتمد هذه الطريقة على إذابة كلوريد الصوديوم في الماء ثم إجراء عملية التحلل الكهربائي للمحلول الناتج حيث تختزل أيونات الصوديوم وتتأكسد أيونات الكلوريد عند الأقطاب المرادفة محررة الصوديوم والكلور على تلك الأقطاب ..
وتعتبر هذه الطريقة هي الطريقة المُثلى في تحضير الكلور في الوقت الحاضر..
وهناك مراجع ذُكرت فيها هذه الطريقة باسم " خلية كاستر كلينر " .

وميزة هذه الخلية بأنها تعمل على منع تكوّن كميات من هيدروكسيد الصوديوم .. فمن المعروف أن التحليل الكهربائي يؤدي في البداية إلى تصاعد غاز الكلور والهيدروجين على المصعد والمهبط على التوالي ، ويتحول المحلول تدريجياً من محلول كلوريد الصوديوم إلى هيدروكسيد الصوديوم أيضاً . ولكن بإزدياد كمية هيدروكسيد الصوديوم يحدث أمران : أولهما أن الكلور الناتج على المصعد سيختلط بالأكسجين الذي يبدأ في التكوين بتعادل أيونات الهيدروكسيد ...
والثاني هو تفاعل الكلور مع هيدروكسيد الصوديوم ليتكون هيبوكلوريت الصوديوم وربما كلورات الصوديوم أيضاً .. وبالتالي تفسد العملية ...
فهذا هو الهدف من طريقة كاستر كلينر حيث تعمل على تجنب فصل أجزاء الخلية التي تظهر عليها النواتج ، وذلك يتحقق باستخدام أقطاب من الزئبق السيال " المتحرك " ..
يتكون المصعد في خلية كاستر كلينر من صفائح التيتانيوم مغموسة في محلول مركز للملح " 25 % " وعلى هذا القطب يتحرر الكلور .
ويمر الكلور عبرأنابيب إلى حيث يُغسل ويُجفف ثم يحول إلى سائل يعبأ في اسطوانات أو خزانات كبيرة لينقل إلى المستهلكين ..

أما المهبط فهو تيار من الزئبق .. و استخدام قطب من الزئبق يجعل تعادل أيون الصوديوم مفضلاً على اختزال الماء وانطلاق الهيدروجين ، وهو ما يحدث لو كان القطب من معدن آخر كالبلاتين مثلاً . ويذوب الصوديوم في الزئبق مكوناً ملغماً يسيل مع تيار الزئبق ...

» طريقة تحضير طبق الكسكس المغربي
» طريقة تحضير البغرير المغربي بالصور