1. La cellule électrolytique:
* Composants: La cellule se compose d'un diaphragme ou d'une membrane séparant les compartiments d'anode et de cathode. L'anode est généralement en titane, tandis que la cathode est en acier.
* électrolyte: Une solution de saumure concentrée (NaCl) est utilisée comme électrolyte.
* courant direct: Un courant électrique direct est passé à travers la cellule.
2. Réactions aux électrodes:
* anode (électrode positive):
* Les ions chlorure (Cl-) de la solution de saumure sont oxydés, produisant du chlore gazeux (CL2) et des électrons:
* 2Cl- → Cl2 + 2E -
* cathode (électrode négative):
* Les molécules d'eau (H2O) sont réduites, produisant des ions d'hydrogène gazeux (H2) et d'hydroxyde (OH-):
* 2H2O + 2E- → H2 + 2OH -
* Les ions sodium (Na +) de la solution de saumure migrent à travers le diaphragme / membrane vers le compartiment cathode, où ils réagissent avec les ions d'hydroxyde pour former l'hydroxyde de sodium (NaOH):
* na + + oh- → naoh
3. Sortie:
* Hydroxyde de sodium (NaOH): La solution de NaOH concentrée est collectée à partir du compartiment cathode.
* chlore gazeux (CL2): Collecté à partir du compartiment anode.
* hydrogène gazeux (H2): Collecté à partir du compartiment cathode.
4. Types de cellules:
* cellules de diaphragme: Ceux-ci utilisent un diaphragme poreux pour séparer les compartiments d'anode et de cathode. Le diaphragme permet aux ions sodium de passer mais restreint l'écoulement des ions d'hydroxyde, résultant en une solution de NaOH diluée.
* cellules membranaires: Ceux-ci utilisent une membrane d'échange d'ions sélective pour séparer les compartiments d'anode et de cathode. La membrane permet uniquement aux ions sodium de passer, résultant en une solution de NaOH hautement concentrée.
5. Détails supplémentaires:
* Le processus de chlor-alcali est très à forte intensité d'énergie.
* Le chlore gazeux produit est un produit chimique industriel précieux.
* Le gaz hydrogène produit peut être utilisé comme carburant ou dans la production d'autres produits chimiques.
Dans l'ensemble, le processus de chlor-alcali est la méthode la plus courante pour fabriquer l'hydroxyde de sodium. Il implique l'électrolyse de la solution de saumure, qui produit de l'hydroxyde de sodium, du chlore gazeux et de l'hydrogène gazeux comme sous-produits.
