تهیه گاز کلر از الکترولیز محلول نمک طعام

طرز تهیه گاز کلر از الکترولیز محلول نمک طعام غلیظ با استفاده از دستگاه هوفمان:
مواد لازم                                                 وسایل لازم
1- محلول نمک طعام (غلیظ)                        1- دستگاه هوفمان 1عدد
2- محلول تورنسل                                     2- باطری 6 ولت (یا ترانس
برای استفاده از برق شهر).
3- سیمهای رابط به اندازه لازم
4- گیره سوسماری 4 عدد
5- فیش سر سیمهای رابط 2 عدد
6- کبریت 1 عدد
7- هواکش
8- لولۀ آزمایش پیرکس 1 عدد
برای تهیه گاز کلر می توان از دستگاه هوفمان استفاده کرد که به شکل زیر است:

به طوری که شکل نشان می دهد دستگاه هوفمان از سه لوله که به یکدیگر ارتباط دارند به وجود آمده است که دو لولۀ کناری درجه بندی شده اند و در پائین هرکدام از آنها یک الکترود پلاتینی قرار دارد که در موقع لزوم به قطبهای مثبت و منفی یک منبع جریان برق مستقیم (مثلا به باطری یا به ترانسی که به برق شهر متصل است) وصل می شوند.
حال برای تهیۀ گاز کلر از الکترولیز محلول نمک طعام این دستگاه را از محلول نمک طعام غلیظ چنان پر نمائید که محلول نمک طعام به شیر لوله های خارجی (لوله های مدرج) برسد ئ آنگاه جریان برق را (جریانی 6 ولتی که از باطری یا از ترانسی متصل به جریان برق شهر گرفته می شود) وصل کنید.
هرگاه الکترودهای دستگاه هوفمان اختاف سطح الکتریکی کافی داشته باشند حبابهای ریز گاز از آنها متصاعد شده و از محلول نمک طعام خارج خواهد شد، البته یکی از گازها بی رنگ بوده وهمان گاز ئیدروژن است(از کاتد خارج می شود) و دیگری همان گاز کلر است که رنگ مغز پسه ای داشته و از آند متصاعد خواهد شد، البته اگر پس از چند دقیقه لوله های مدرج را مورد مطالعۀ دقیق قرار دهید به این فکر می افتید که حجم گازهای حاصل در بالای آنها (در صورتی که کلر در آب حل نمی شد) بایستی یک به یک می شد، یعنی حجم ئیدروژن حاصل (در کاتد) برابر حجم کلر حاصل (در آند) می شد.
به طوری که می دانیم گاز ئیدروژن می تواند با یک شعله آبی رنگ بسوزد یعنی یک گاز سوزا (قابل سوختنی) می باشد، در صورتی که گاز کلر گازی است سمی و اگر در آب حل شود خاصیت اکسید کنندگی خواهد داشت یعنی تولید اکسیژن نوزاد نموده و خاصیت کسیدکنندگی و رنگبری نتیجه همان اکسیژن نوزاد تولید شده است.
در خاتمه عمل دستگاه را زیر هواکش برده و شیرهای لوله های مدرج را یکی یکی باز کنید تا گازهای حاصل خارج شود (از رها کردن گاز کلر در محوطۀ آزمایشگاه که یک گاز سمی است جداً خودداری نمائید.) و در حین خارج کردن گازها اعمال زیر را انجام دهید:
الف- در حالی که بالای شیر خروجی لولۀ دارای ئیدروژن یک لولۀ آزمایش پیرکس وارونه نگهداشته اید آن را باز کنید تا گاز ئیدروژن در آن جمع شود.
سپس انگشت خودتان را محکم به دهانۀ آن قرار داده و برگردانید و آنوقت یک کبریت شعله ور را به دهانه لولۀ آزمایش نزدیک کرده و انگشت خودتان را بردارید و حال مشاهدات خودتان و صدائی را که شنیده شد نوشته و بگوئید واکنشی که انجام گرفت چیست؟ فرمول آن چگونه نوشته می شود؟
ب- در حین خروج گاز کلر در حالی که شیر خروجی لولۀ دارای گاز کلر دستگاه هوفمان خیلی کم باز شده باشد یک تکه کاغذ خیس آلوده به تورنسل را بالای آن نگهدارید و مشاهدات خودتان را یادداشت نمائید (بیش از یک دوم حجم گاز کلر را مصرف نکنید قبل از اینکه حجم گاز کلر به یک دوم برسد شیر لولۀ آن را ببندید) و سپس خیلی سریع در یک لولۀ آزمایش ۵ سی سی محلول آمونیاک خیلی غلیظ بریزید و دهانۀ لولۀ آزمایش دارای آمونیاک را به شیر لولۀ دارای گاز کلر نزدیک کنید و شیر آن را باز کنید به طوری که آمونیاک با کلر برخورد کند. پس از لحظه ای که گاز کلر تمام شد باقی محلول آمونیاک را به ظرف اولی برگردانید و آنوقت مشاهدات خودتان را نوشته و فورمول واکنشهای ممکن را بنویسید.
یادآوری: کلر می تواند آمونیاک را اسید کرده و برحسب نسبت های مختلف میان آنها ممکن است واکنشهای زیر انجام گیرد:

و اگر مقدار کلر برای انجام واکنش از مقدار لازم بیشتر باشد تولید NCl₃ می گردد که می توان چگونگی تولید NCl₃ را به صورت زیر نمایش داد:

نویسنده: علی نیکخو
تایپ: سام قلی پور
ویرایش: کیان کیانی