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5. Soda e Cloro 
1 
 Produção mundial de cloro: mais de 45 milhões t/ano, praticamente 
equivalente à soda. 
 
 EUA: maior produtor mundial. 
 
 Brasil: produção de cloro e soda da ordem de 1,3 milhão de t/ano cada. 
 Importação Cloro: 8000 toneladas em 2017 (China, Polônia, e 
Romênia) 
 Importação Soda : 20.000 toneladas em 2017 (Uruguai, Peru e 
Paraguai) 
 
 
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2 
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5 
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5. Soda e Cloro 
7 
 
 O cloro e a soda cáustica são produzidos por processos eletrolíticos a 
partir de soluções aquosas de cloreto de sódio. 
 
 Desenvolvimento dos processos eletrolíticos: final do século XIX. 
 
 Reação global da eletrólise do NaCl 
 
𝑁𝑎𝐶𝑙 + 𝐻2𝑂 → 𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑎𝑞 + 
1
2𝐻2 +
1
2𝐶𝑙2 
 
energia 
 
 
elétrica 
produzido no anodo 
produzidos no catodo 
 Eletrólise: fenômeno resultante da passagem da corrente elétrica 
através de um eletrólito, sendo os íons transportados para os pólos 
de sinais contrários. Caracteriza a decomposição de uma 
substância pela corrente elétrica. 
Para 1 tonelada de Cl2 é produzido 1,1 toneladas de soda e 0,03 toneladas de H2 
5. Soda e Cloro 
 
 
A ocorrência da eletrólise depende da existência de: 
 
 Eletrólito: Solução aquosa da substância que vai ser eletrolisada, 
 
 Corrente Contínua fornecida por um gerador (retificadores), 
 
 Eletrodos: Que são placas metálicas mergulhadas no eletrólito. 
 
Eletrodo Positivo: Anodo - reações de oxidação (perdas de elétrons). 
 
Eletrodo Negativo: Catodo - reações de redução (ganho de elétrons). 
 
 
 
8 
Eletrólise 
5. Soda e Cloro 
9 
5. Soda e Cloro 
10 
ASPECTOS TECNOLÓGICOS 
São três as tecnologias empregadas em plantas de cloro soda 
 
Tecnologia de mercúrio é a mais antiga, a menos eficiente energeticamente e a 
mais sujeita às restrições ambientais foi eliminada no Japão, é utilizada em 
apenas 16% da capacidade nos EUA e 25 no Brasil, mas ainda prevalece na 
Europa, com 63% da capacidade a predominância na Europa se explica por ser 
uma das áreas produtoras mais antigas, pelo elevado custo de substituição, e 
também porque já foram realizados investimentos em controle ambiental que 
reduziram as emissões de poluentes nas plantas de mercúrio em mais de 90% nos 
últimos 15 anos 
Tecnologia de diafragma ocupa a segunda posição em antigüidade eficiência 
energética e restrição ambiental é a mais utilizada nos EUA 71% da capacidade) e 
no Brasil 71 da capacidade), não é empregada no Japão e ocupa posição 
minoritária na Europa 20 
 
Tecnologia de membrana é mais nova, a mais eficiente em termos energéticos e 
não sofre qualquer restrição de ordem ambiental; é a tecnologia que deve 
prevalecer no futuro e já vem sendo a preferida para uso em plantas novas ; é a 
única tecnologia empregada no Japão 
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5. Soda e Cloro 
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3 tipos de células eletrolíticas em uso comercial (dados de 2013). 
Produção de soda e cloro no Brasil
Mercúrio Diafragma Membrana
64%
14%22%
Produção mundial de cloro e soda
Mercúrio Diafragma Membrana
49%
18%
33%
9% diafragma sem amianto 
55% com amianto 
5. Soda e Cloro 
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 Principais fatores que influenciam a escolha da célula mais adequada: 
 
 1) Qualidade do produto final 
 Licor cáustico das células de mercúrio é concentrado (40-50% NaOH) e 
isento de NaCl. 
 
 Licor cáustico das células de diafragma é diluído (5-14% NaOH) com 13-
18% NaCl, necessitando de purificação e concentração. 
 
 Células de membrana produzem soda mais concentrada (30-35%) e mais 
pura (0,02-0,2% NaCl) que as células de diafragma. 
 
 
 
5. Soda e Cloro 
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 2) Requisitos energéticos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Consumo total de energia (eletricidade e vapor) para produzir 1 t de cloro e 
1,13 t de soda 50% 
• Células de diafragma: 3100-3900 kWh 
• Células de mercúrio: 3100-3400 kWh 
• Células a membrana: 2400-3000 kWh 
 
 
 
0
20
40
60
80
100
Diafragma Mercúrio Membrana
Consumo relativo de eletricidade e vapor para 
cada uma das células.
Eletricidade Vapor
Energia elétrica 
representa 45 % 
do curso total de 
produção 
5. Soda e Cloro 
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 3) Restrições ambientais 
• Mercúrio: “substância química que causa preocupação global devido à 
sua propagação atmosférica de longa distância, sua persistência no 
meio ambiente depois de introduzido antropogenicamente, sua 
habilidade de se bioacumular nos ecossistemas e seus efeitos 
significativamente negativos na saúde humana e no meio ambiente” 
(Decreto nº9470) 
• Amianto: substância mineral reconhecidamente nociva para a saúde 
humana. A extração, o beneficiamento e a utilização do amianto na 
indústria submete os trabalhadores que o manejam a riscos 
elevados de infecções pulmonares e estomacais e de câncer. 
 
• Lei nº 9976: dispõe sobre a produção de cloro e dá outras 
providências 
 
 
 
 
 
5. Soda e Cloro 
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 3) Restrições ambientais 
• Lei nº 9976/00: dispõe sobre a produção de cloro e dá outras 
providências 
• Art. 2o Ficam mantidas as tecnologias atualmente em uso no País 
para a produção de cloro pelo processo de eletrólise, desde que 
observadas as seguintes práticas pelas indústrias produtoras: 
• V – controle gerencial do mercúrio nas empresas que utilizem 
tecnologia a mercúrio, 
• VI – programa de prevenção da exposição ao mercúrio 
• VII – sistema gerencial de controle do amianto, nas indústrias 
que utilizem essa tecnologia, 
• IX – discussão dos riscos para a saúde e para o meio ambiente 
em decorrência do uso do mercúrio e do amianto, 
• Art. 3o Fica vedada a instalação de novas fábricas para produção de 
cloro pelo processo de eletrólise com tecnologia a mercúrio e 
diafragma de amianto. 
 
 
 
 
 
 
5. Soda e Cloro 
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 Convenção de Minamata sobre Mercúrio 
 
 Tem sua origem nas discussões que ocorreram em 2009 durante o 
Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA), 
sobre os riscos do uso de mercúrio. Os países que utilizam 
mercúrio convocados a elaborar um instrumento legalmente 
vinculante para o controle do uso de mercúrio visando proteger à 
saúde humana e ao meio ambiente. Cerca de 140 países 
envolveram-se e aprovaram o texto final em 2013. 
 Em 2013, representantes do Governo brasileiro participaram da 
Conferência Diplomática para assinatura da Convenção de 
Minamata sobre Mercúrio. O instrumento de ratificação brasileira foi 
depositado na sede das Nações Unidas em Nova York em 2017. A 
promulgação da Convenção se deu pela publicação do Decreto nº 
9.470, de 14 de agosto de 2018. (O processo de produção de cloro-
álcalis usando mercúrio deve ser totalmente substituído até 2025). 
 
 
5. Soda e Cloro 
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 Mercúrio Diafragma Membrana 
5. Soda e Cloro 
20 
 
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21 
Célula de mercúrio 
5. Soda e Cloro 
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Célula de mercúrio 
 
A célula de mercúrio consiste essencialmente de duas partes: 
eletrolizador e o decompositor. No eletrolizador, duas camadas 
líquidas fluem por gravidade de uma extremidade da célula à outra. 
A camada inferior é de mercúrio, agindo como catodo. Sobre esta 
camada flui uma solução saturada de água e cloreto de sódio 
(salmoura), na qual estão imersos os anodos de titânio recobertos 
com óxidos de metais do grupo da platina.Durante a eletrólise, 
cloro é liberado nos anodos, enquanto que íons sódio são atraídos 
ao catodo de mercúrio onde são descarregados formando sódio 
metálico. O sódio dissolve-se no mercúrio formando um amálgama. 
A amálgama de sódio se dissolve no mercúrio líquido e flui para o 
decompositor, onde é reagido com água desmineralizada formando 
soda cáustica, hidrogênio e regenerando o mercúrio que retorna 
para a célula. 
5. Soda e Cloro 
23 
Célula de mércurio 
5. Soda e Cloro 
Anodo 
(grafite ou ADEs) 
Catodo 
(Aço-Carbono) 
Compartimento 
Anódico 
Compartimento 
Catódico 
Diafragma 
Diferença de 
Potencial 
24 
ADEs: anodos dimensionalmente 
estáveis produzidos por cozimento 
de uma camada de catalisador (Pt, 
RuO2), normalmente sobre titânio 
5. Soda e Cloro 
Cl
2 
Cl
2 
Cl
2 
Cl
2 
Cl
2 
Cl
2 
H
2
 
H
2
 
H
2
 
H
2
 
H
2
 
SALMOURA 
LICOR 
NaCl 
NaCl NaCl 
H
2
O H
2
O H
2
O 
H
2
O 
NaCl 
H
2
O Cl
-
 
Na
+
 
Na
+
 
Na
+
 
Na
+
 
Na
+
 
Na
+
 
Na
+
 
H
+
 
CLORO HIDROGÊNIO 
NaCl Na
+
 + Cl
-
 
H
2
 
 H
2
O H
+
 + OH
-
 
OH
-
 
OH
-
 
O QUE ACONTECE NA CÉLULA ELETROLÍTICA DE DIAFRAGMA 
25 
H
2
O 
NaOH 
H
2
O H
2
O 
H
2
O 
H
2
O 
NaOH NaOH 
NaOH 
NaCl 
5. Soda e Cloro 
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Célula de diafragma 
5. Soda e Cloro 
27 
CÉLULA DE MEMBRANA 
No ânodo (A), o cloreto (Cl−) é oxidado em cloro. 
A membrana seletiva de íons (B) permite que o íon Na+ flua livremente, mas impede que os ânions, como 
o hidróxido (OH−) e o cloreto, se difundam. 
No cátodo (C), a água é reduzida a hidróxido e gás hidrogênio. 
OBS: Célula de membrana 
Apenas os íons de interesse a 
atravessam, por isso não há a 
exigência de ser estabelecido 
um nível maior de solução de 
salmoura, como no caso do 
sistema com diafragma. 
5. Soda e Cloro 
ÁGUA SOB 
PRESSÃO 
SALMOURA 
SAL GEMA 
Obtenção da salmoura 
28 
NaCl acompanhado de: 
- cloreto de potássio 
- cloreto de magnésio 
- sulfato de sódio 
5. Soda e Cloro 
Diagrama de blocos de uma planta de cloro-soda com célula a diagragma 
5. Soda e Cloro 
Células a diafragma: 
Purificação primária 
 
Células a membrana: 
 Purificação primária + secundária 
5. Soda e Cloro Purificação primária: eliminação dos íons 
Ca e Mg e traços de metais com Fe, Ti, 
Mo, Ni, Cr, V e W (tratamento com 
carbonato de sódio e soda cáustica): 
• precipita carbonato de cálcio e 
hidróxido de magnésio, que são 
removidos por sedimentação e/ou 
filtração (teores de Ca e Mg menores do 
que 2 ppm e 1 ppm, 
respectivamente). 
• Acidificação até pH  4 com HCl: 
• Proteger o recobrimento anodico 
• Controlar a formação de 
hipoclorito e clorato 
• Diminuir formação de O2 
5. Soda e Cloro 
Purificação secundária: 
redução dos teores de Ca 
e Mg para valores 
menores do que 20 ppb: 
filtração seguida por 
tratamento em colunas 
de troca iônica (resinas 
de troca iônica) 
5. Soda e Cloro 
Feita por contato com sal sólido até 
obter concentração de 310-315 g/L 
5. Soda e Cloro 
Plantas com célula a mercúrio: Não 
possuem esta etapa (licor cáustico sofre 
apenas uma filtração para remover Hg e 
grafite) 
 
Plantas com célula a membrana: 
Possuem somente a etapa de evaporação 
cáustica. 
Plantas com célula a diafragma: o licor é 
concentrado em evaporadores de 3 e 4 
estágios, com separadores de sal 
5. Soda e Cloro 
Cloro que sai dos eletrolisadores contém vapor 
d’água (teor de umidade deve ser reduzido para 
evitar corrosão e formação de hidratos) 
Cloro é resfriado (por contato com água) em 
colunas empacotadas ou em trocadores de calor 
para a condensação da maior parte do vapor 
d’água) 
5. Soda e Cloro 
• A secagem do cloro resfriado é feita em uma 
torre em contracorrente com H2SO4 (96-98%) 
• Teor de água no cloro que sai da torre < 50 ppm 
5. Soda e Cloro 
• Cloro passa por removedores de névoa ácida 
5. Soda e Cloro 
• Para ser liquefeito, o cloro é 
comprimido e resfriado em 
compressores centrífugos de alta 
velocidade. 
5. Soda e Cloro 
Células a diafragma ou a membrana: 
• H2 obtido é de alta pureza (> 99,9 %) 
• É feita apenas secagem com resfriamento, 
seguida de compressão 
• Células a mercúrio: ,o H2 contém Hg, que 
 deve ser removido (lavagem com hipoclorito 
 de sódio ou persulfato de sódio)