Главная страница / Неорганическая химия / Водород. Галогены / Галогены / ПолучениеКарта сайта | Контакты

Получение

Промышленное получение фтора и хлора связано с электро­литическими процессами. Ввиду высокой окислитель­ной активности фтора его получают исключительно электролизом расплавов фторидов металлов (в том числе и в лабораториях); хлор получают электролизом как расплавов, так и растворов хлоридов. Бром и йод получают химическим способом.

При электролизе расплава хлорида натрия (Тпл = 801°С) на катоде выделяется металлический натрий, а на аноде  газооб­разный хлор.

Электролитическая ванна (электролизер) представляет собой футерованный огнеупорным кирпичом стальной сосуд. В ка­честве анода используют графитовые стержни, в качестве катода — стальной цилиндр. В верхней части ванны имеется устройство для сбора хлора (колокол). Выделяющийся в катодном про­странстве металлический натрий собирают в коллектор (устройство для сбора натрия без доступа воздуха). Таким обра­зом, электролиз расплава NaCl  способ одновременного полу­чения хлора и металлического натрия.

Электролизом водного раствора NаСl получают одновремен­но Н2, Сl2 и гидроксид натрия NаОН. Обычно электролизу под­вергают насыщенный водный раствор NaCl (рассол), подаваемый в электролизер сверху.

Электролиз протекает по следующей схеме:

NaCl Na+ + Сl
Н2О Н+ + ОН
↓ ↓ ↓
(-) Катод (+) Анод
+ + 2е = Н2↑  + + 2е = Н2↑  2Cl — 2e = Cl2
 2NaCl + 2Н2О = Н2↑ + 2NaОН + Сl2↑.

В этом процессе требуется предотвратить соприкосновение выделяющегося на аноде хлора с накапливающимся у катода рас­твором гидроксида натрия (получающийся в этом случае NaOH имеет давнее техническое название «каустическая сода»), так как эти вещества могут реагировать между собой. Именно по этой причине анодное пространство обяза­тельно отделяется от катодного полупроницаемой диафрагмой из асбеста . Диафрагма препятствует проникновению газа (молекул Сl2) в катодное пространство, но не препятствует про­хождению электрического тока и ионов.

Для получения брома и йода также можно использовать электролиз их солей, однако на практике обычно окисляют их соли, применяя в качестве окислителя хлор. Такой метод оказывается выгодным экономически, так как Сl2 сравни­тельно дешевый реагент, а иодиды, и особенно бромиды, просто «черпают» из морской воды (!).

Лабораторные способы получения галогенов. Хлор полу­чают действием различных окислителей на соляную кислоту, на­пример:

МnО2 + 4НСl = МnСl2 + Сl2↑ + 2Н2О.

Еще более эффективно окисление проводится такими окисли­телями, как РbО2, КМnО4, КСlO3, К2Сr2О7.

Аналогично получают в лабораториях бром и иод, окисляя НВr, НI или их соли. В качестве примера кратко опишем здесь практически используемую лабораторную методику  получения брома по реакции:

6КВr + К2Сr2О7 +7Н2SО4 = ЗВr2 + Сr2(SО4)3 + 4К2SО4 + 7Н2О.

В колбу 1  соединенную с холодильником 3 и приемником 4, помещают смесь бромида калия и бихромата калия капельной воронки 2, пришлифованной к горлу колбы, приливают по каплям концентрированную серную кислоту. Реакционная смесь в хо­де реакции разогревается, и ввиду низкой температуры кипения брома для конденсации его паров применяют холодильник, непрерывно охлаж­даемый проточной водой. Жидкий бром собирают под слоем воды, пред­варительно охлажденной снегом или охладительной смесью.