1. La cella elettrolitica:
* Componenti: La cella è costituita da un diaframma o una membrana che separa gli scomparti anodo e catodici. L'anodo è in genere realizzato in titanio, mentre il catodo è realizzato in acciaio.
* Elettrolita: Una soluzione di salamoia concentrata (NaCl) viene utilizzata come elettrolita.
* corrente continua: Una corrente elettrica diretta viene passata attraverso la cella.
2. Reazioni agli elettrodi:
* anodo (elettrodo positivo):
* Gli ioni cloruro (Cl-) dalla soluzione di salamoia sono ossidati, producendo gas di cloro (CL2) ed elettroni:
* 2cl- → Cl2 + 2e-
* catodo (elettrodo negativo):
* Le molecole d'acqua (H2O) sono ridotte, producendo gas idrogeno (H2) e ioni idrossido (OH-):
* 2H2O + 2E- → H2 + 2OH-
* Ioni di sodio (Na+) dalla soluzione di salamoia migrano attraverso il diaframma/membrana nel compartimento del catodo, dove reagiscono con gli ioni idrossido per formare idrossido di sodio (NaOH):
* Na + + OH- → NaOH
3. Output:
* idrossido di sodio (NaOH): La soluzione NaOH concentrata viene raccolta dal compartimento catodo.
* gas di cloro (CL2): Raccolto dal compartimento anodo.
* Gas idrogeno (H2): Raccolto dal compartimento catodo.
4. Tipi di cellule:
* Cellule per diaframmi: Questi usano un diaframma poroso per separare gli scomparti anodo e catodici. Il diaframma consente agli ioni di sodio di passare attraverso ma limita il flusso di ioni idrossido, con conseguente soluzione di diluizione di NaOH.
* Cellule di membrana: Questi utilizzano una membrana selettiva di scambio ionico per separare gli scomparti anodo e catodici. La membrana consente di passare solo gli ioni di sodio, con conseguente soluzione NaOH altamente concentrata.
5. Ulteriori dettagli:
* Il processo di Chlor-Alkali è altamente ad alta intensità di energia.
* Il gas di cloro prodotto è una preziosa sostanza chimica industriale.
* Il gas idrogeno prodotto può essere usato come combustibile o nella produzione di altri prodotti chimici.
Nel complesso, il processo Chlor-Alcali è il metodo più comune per la produzione di idrossido di sodio. Implica l'elettrolisi della soluzione di salamoia, che produce idrossido di sodio, gas di cloro e gas idrogeno come sottoprodotti.
