今回のテーマは、「塩素の製法」です。

まず、みなさんは塩素と聞いて、何を思い出しますか？
プールなどで、「塩素の臭いがする」と言うことがありますよね。
実は、塩素の化合物が、消毒剤として使われているわけです。

今回は、塩素の製法について学習していきましょう。

塩素をつくるためには、次の図のような装置を使います。

順番に見ていきましょう。
まず、図の左に丸底フラスコがありますね。
この中で、濃塩酸と酸化マンガン(Ⅳ) が反応しています。
これによって、塩素が発生します。

丸底フラスコから出た管は、２つの洗気ビンという器具につながっています。
２つの洗気ビンを通ることで、一番右のビンの中に塩素を得ることができるわけですね。

まずは、どのような反応が起こるかを確認しておきます。
　4HCl+MnO₂→MnCl₂+2H₂O+Cl₂

つまり、発生した気体の中には、塩素の他に、塩化水素HClと水蒸気H₂Oが含まれているわけです。

この２つの不純物を取り除くのが洗気ビンです。

ここで疑問が出てきます。
どうして２つの洗気ビンを通る必要があるのでしょうか？
それは、他の物質が混じっていない、純粋な塩素を取り出すためです。

まず、１つ目の洗気ビンには水が入っています。
この水によって、塩化水素HClが吸収されることになります。
塩化水素は水に溶けやすいのでしたよね。

次に、２つ目の洗気ビンには、濃硫酸が入っています。
この濃硫酸によって、水蒸気H₂Oが吸収されることになります。
このように２つの物質を取り除くことにより、純粋な塩素を得ることができるのです。

ただし、注意しないといけないのは、洗気ビンの順番です。
どうして、水⇒濃硫酸の順でなければいけないのでしょうか？

濃硫酸⇒水の場合をイメージしてみましょう。
濃硫酸によって、水を取り除くことはできます。
しかし、その後に水の中を通したら、再び水が含まれてしまいますよね。
これでは意味がありません。

つまり、きちんと水を取り除くためには、水⇒濃硫酸の順番がベストなのです。
この点は試験でもよく狙われます。
不純物を取り除くしくみを理解しておきましょう。

また、塩素の製法には、他の方法もあります。
たとえば、高度さらし粉Ca(ClO)₂・2H₂Oというものを使うと、次のような反応が起こります。
　Ca(ClO)₂・2H₂O+4HCl→CaCl₂+4H₂O+2Cl₂

余裕のあるひとは、この方法も押さえておきましょう。