Dans le procédé chlore-alcali, le chlorure de sodium (NaCl) est électrolysé pour produire du chlore gazeux (Cl₂), de l'hydrogène gazeux (H₂) et de l'hydroxyde de sodium (NaOH). Les ions sodium et chlore d'origine contenus dans le matériau de départ, le NaCl, sont transformés en différents composés chimiques à la suite du processus d'électrolyse. Voici ce qui arrive au sodium et au chlore d'origine :

Sodium (Na) : Les ions sodium (Na+) dans NaCl sont réduits au niveau de la cathode (électrode négative) lors de l'électrolyse. La réduction implique de gagner des électrons, de sorte que chaque ion Na+ gagne un électron pour devenir un atome de sodium neutre (Na). Ces atomes de sodium réagissent ensuite avec l'eau (H₂O) présente dans la solution électrolytique pour former de l'hydroxyde de sodium (NaOH) et de l'hydrogène gazeux (H₂). La réaction globale à ce processus est :

2Na+ + 2H₂O + 2e- → 2NaOH + H₂

Chlore (Cl) : Les ions chlorure (Cl-) dans NaCl sont oxydés au niveau de l'anode (électrode positive) lors de l'électrolyse. L'oxydation implique la perte d'électrons, donc chaque ion Cl- perd un électron pour devenir un atome de chlore neutre (Cl). Ces atomes de chlore réagissent ensuite les uns avec les autres pour former du chlore gazeux (Cl₂), qui est libéré comme produit de l'électrolyse. La réaction globale à ce processus est :

2Cl- → Cl₂ + 2e-

Par conséquent, les ions sodium d’origine du NaCl sont convertis en atomes de sodium, qui réagissent avec l’eau pour former de l’hydroxyde de sodium. Les ions chlorure d’origine du NaCl sont convertis en atomes de chlore neutres, qui se combinent pour former du chlore gazeux. Ces produits, l’hydroxyde de sodium et le chlore gazeux, sont les produits finaux précieux du procédé chlore-alcali et sont largement utilisés dans diverses industries.