Гипохлорит натрия (NaClO) получают методом химического взаимодействия электродных продуктов в процессе электролиза раствора хлорида натрия (NaCl), известного в повседневной жизни, как «поваренная соль», для которой он является основным компонентом. Во время этого процесса гидрораствор хлорида натрия разлагается на водород (H2), хлор (Cl2) и гидроксид натрия (NaOH). Далее, при взаимодействии гидроксида натрия с хлором образуется раствор гипохлорита натрия.
Важно! Электролизные установки, приготовления гипохлорита натрия (устройство, где проходит электролиз) обладает высокой чувствительностью к щелочноземельным металлам, которые содержатся в химсырье. Их наличие мешает работе прибора, поэтому в начале необходимо провести очищение солевого раствора.
Этапы изготовления гипохлорита натрия
1. Транспортировка и хранение. Соль доставляют с помощью автотранспортных средств и держат в закрытом хранилище. Если помещение сухое, то соль может храниться, как в деревянном сосуде, так и в металлическом, но в случае, когда помещение влажное, соль должна быть помещена только в герметично закрытую металлическую емкость.
2. Приготовление рассола. Хлорид натрия растворяют в воде до концентрации 0,25-0,3 кг/л.
3. Реагентная очистка. Этот вид очищения основан на введении в соляной гидрораствор реагентов, способствующих выпадению в осадок определённых веществ. В целях проведения очистки гидрораствор соли подаётся в емкость с конусовидным дном, где в него вводят растворы гидроксида натрия и кальцинированной соды (Na2CO3). Вслед за введением реагентов образуется осадок в виде карбоната кальция (CaCO3) вместе с гидроксидом магния (Mg(OH)2). Количество образовавшегося осадка может быть различным, оно зависит от концентрации примесей в сырье. После образования осадка, происходит его отстаивание, продолжительность которого варьируется от 12 до 24 часов.
4. Глубокая доочистка. Для проведения глубокой доочистки раствор соли подаётся в колонну, наполненную хелатной ионоообменной смолой (в данном случае используются катиониты), эффективно реагирующую с щелочноземельными металлами, но обладающую невысокой селективностью в отношении к натрию. Для промывки и регенерации смолы используются 6% гидрораствор хлороводородной кислоты (HCl), 4% гидрораствор гидроксида натрия и деминерализованная вода. Реагенты необходимо хранить в сосудах, обладающих устойчивостью, к воздействию хим веществ, влаги и газов. Пол помещения, в котором они хранятся, так же должен быть покрыт химстойким веществом. Пролив лучше не допускать, но, если это всё же произошло, его смывают достаточно большим объёмом воды, которую в последствии нейтрализуют и отводят в хозбытовую канализацию.
5. Электролиз. Во время электролиза очищенного раствора, кроме веществ, необходимых для производства гипохлорита натрия (то есть хлора и гидроксида натрия), образуется водород. Его безостановочно на протяжении всего процесса выводят в атмосферу, при этом разбавляя большим количеством воздуха. В течение данного процесса хлор следует снимать с анода, а гидроксид натрия с катода.
6. Производство гипохлорита натрия из продуктов, полученных в результате электролиза. Хлор через сепаратор, где происходит его конечное отделение, подаётся в нижнюю половину абсорбционной колонны (аппарата для разделения газовых смесей). Сверху же в неё поступает второй компонент - гидроксид натрия. Далее, вследствие химических реакций, происходящих между этими двумя веществами, образуется гипохлорит натрия.
Стоит обратить внимание на то, что данный процесс отличается безопасностью, так как весь объём щёлочи (гидроксида натрия), которую причисляют к высокоопасным отходам, расходуется на производстве.