1. Den elektrolytiska cellen:
* komponenter: Cellen består av ett membran eller membran som separerar anoden och katodfacken. Anoden är vanligtvis tillverkad av titan, medan katoden är gjord av stål.
* elektrolyt: En koncentrerad saltlösning (NaCl) används som elektrolyt.
* likström: En direkt elektrisk ström passeras genom cellen.
2. Reaktioner vid elektroderna:
* anod (positiv elektrod):
* Kloridjoner (Cl-) från saltlösningen oxideras, vilket producerar klorgas (CL2) och elektroner:
* 2Cl- → CL2 + 2E-
* katod (negativ elektrod):
* Vattenmolekyler (H2O) reduceras, vilket producerar vätgas (H2) och hydroxidjoner (OH-):
* 2H2O + 2E- → H2 + 2OH-
* Natriumjoner (Na+) från saltlösningen migrerar genom membranet/membranet till katodfacket, där de reagerar med hydroxidjonerna för att bilda natriumhydroxid (NaOH):
* Na + + Oh- → NaOH
3. Output:
* natriumhydroxid (NaOH): Den koncentrerade NaOH -lösningen uppsamlas från katodfacket.
* klorgas (CL2): Uppsamlad från anodfacket.
* vätgas (H2): Uppsamlad från katodfacket.
4. Typer av celler:
* membranceller: Dessa använder ett poröst membran för att separera anoden och katodfacken. Membranet tillåter natriumjoner att passera men begränsar flödet av hydroxidjoner, vilket resulterar i en utspädd NaOH -lösning.
* membranceller: Dessa använder ett selektivt jonbytesmembran för att separera anoden och katodfacken. Membranet tillåter endast natriumjoner att passera, vilket resulterar i en mycket koncentrerad NaOH -lösning.
5. Ytterligare detaljer:
* Klor-alkali-processen är mycket energikrävande.
* Producerad klorgas är en värdefull industrikemikalie.
* Den producerade vätgas kan användas som bränsle eller i produktion av andra kemikalier.
Sammantaget är klor-alkali-processen den vanligaste metoden för tillverkning av natriumhydroxid. Det involverar elektrolys av saltlösning, som producerar natriumhydroxid, klorgas och vätgas som biprodukter.
