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FamosaProceso Castner-Kellner
2 NaCl + 2 H₂O →(electrólisis con cátodo Hg) 2 NaOH + Cl₂ + H₂
¿En qué consiste esta reacción?
El proceso Castner-Kellner produce sosa cáustica (NaOH) y cloro (Cl₂) por electrólisis de salmuera con cátodo de mercurio. Es uno de los procesos cloro-álcali clásicos, aunque hoy se reemplaza por la celda de membrana (menos contaminante).
Mecanismo de la reacción
El Cl⁻ se oxida en el ánodo (grafito o titanio) a Cl₂. El Na⁺ se reduce en el cátodo de mercurio formando amalgama Na-Hg. La amalgama se hace reaccionar con agua dando NaOH puro y devolviendo el Hg al ciclo.
Condiciones necesarias
Salmuera saturada, ánodo Ti o grafito, cátodo Hg líquido fluyente. Voltaje 4-5 V.
Termodinámica y energía
No espontánea: requiere energía eléctrica.
Aplicaciones
Producción de NaOH ultrapuro
Crucial para industria farmacéutica, textil, papel.
Cloro industrial
Base de PVC, plaguicidas, lejía. Cogeneración con NaOH.
Hidrógeno como subproducto
Posible vector energético.
Errores frecuentes en exámenes
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Operar sin reciclar Hg: contaminación grave.
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Usar salmuera con impurezas: se descontrola la electrólisis.
Seguridad y manejo
PROBLEMA AMBIENTAL: el mercurio se pierde gradualmente en efluentes. Por el Convenio de Minamata, la mayoría de plantas han migrado a membrana o diafragma desde 2017.
Curiosidades
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Patentado por Hamilton Castner (1892) y Karl Kellner.
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Junto con el de diafragma, dominaron la industria cloro-álcali durante 100 años.
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Hoy casi extinto en países desarrollados por la prohibición del Hg.