1. Concentration en ions chlorure :La concentration d'ions chlorure (Cl-) dans une solution concentrée de NaCl est nettement plus élevée que celle d'autres ions, tels que les ions hydroxyde (OH-) ou les molécules d'eau (H2O). En conséquence, les ions chlorure sont plus susceptibles d’être oxydés et de former du chlore gazeux à l’anode.
2. Potentiel d'oxydation :Le potentiel d'oxydation des ions chlorure (Cl- en Cl2) est inférieur à celui des ions hydroxyde (OH- en O2) et des molécules d'eau (H2O en O2). Cela signifie qu’il faut moins d’énergie pour oxyder les ions chlorure et produire du chlore gazeux.
Les potentiels d'oxydation standards à 25°C sont :
- Cl- → Cl2 (g) + 2 e- E° =1,36 V
- 2 H2O (l) → O2 (g) + 4 H+ (aq) + 4 e- E° =1,23 V
Ainsi, dans les mêmes conditions, les ions chlorure sont préférentiellement oxydés, conduisant à la formation de chlore gazeux au niveau de l'anode.
3. Réactions concurrentes :Dans l'électrolyse de l'eau, le dégagement d'oxygène des molécules d'eau (2H2O → O2 + 4H+ + 4e-) est une réaction concurrente à l'oxydation des ions chlorure. Cependant, la présence d’ions chlorure concentrés déplace l’équilibre vers le dégagement de chlore en raison de la concentration plus élevée d’ions chlorure et de leur potentiel d’oxydation plus faible.
En résumé, la combinaison d'une concentration élevée d'ions chlorure, d'un potentiel d'oxydation plus faible pour l'oxydation du chlorure et de la présence de réactions concurrentes des molécules d'eau entraîne la libération de chlore gazeux plutôt que d'oxygène à l'anode lors de l'électrolyse du sodium aqueux concentré. solution de chlorure.
