מהי האלקטרוליזה של נתרן כלורי?

אלקטרוליזה של נתרן כלורי, המכונה גם תהליך כלור-אלקלי, היא תגובה אלקטרוכימית המשמשת לייצור כלור ונתרן הידרוקסיד (NaOH) על ידי אלקטרוליזה של נתרן כלורי מימי (NaCl). התהליך כולל שימוש בתא אלקטרוליטי, המורכב משתי אלקטרודות השקועות בתמיסת המים המלוחים.

 

שתי האלקטרודות המשמשות בתהליך הן האנודה והקתודה. גם האנודה וגם הקתודה עשויים מטיטניום, שיש לו יתרון של עמידות בפני קורוזיה.

 

באנודה מתחמצנים יוני הכלוריד (Cl-) לגז כלור (Cl2), המשתחרר לאוויר כגז. התגובה באנודה היא כדלקמן:

 

אנודה 2Cl- → Cl2 בתוספת 2e-

 

בקתודה, מים (H2O) מופחתים לגז מימן (H2) ויוני הידרוקסיד (OH-). התגובה בקתודה היא כדלקמן:

 

קתודה 2H פלוס פלוס 2e- → H2

 

2H2O פלוס 2e- → H2 פלוס 2OH-

 

יוני הנתרן (Na plus ) המצויים בתמיסת הנתרן כלורי אינם מעורבים בתהליך האלקטרוליזה ונשארים בתמיסה כיוני נתרן.

 

הבדלים וסיבות לאלקטרוליזה של נתרן כלורי ואלקטרוליזה של נתרן כלורי מותך:

אלקטרוליזה של נתרן כלורי מותך יכולה לייצר רק מתכת נתרן וגז כלור מכיוון שרק יוני נתרן וכלוריד קיימים.

 

התוצר של אלקטרוליזה נתרן כלורי הם גז מימן, גז כלור ונתרן הידרוקסיד. כאשר עושים אלקטרוליזה של תמיסות מימיות של נתרן כלוריד, מכיוון שיש בתמיסה יוני נתרן, יוני כלוריד, יוני מימן ויוני הידרוקסיד, היכולת שלהם לצבור ולאבד אלקטרונים שונה, H plus קל יותר לצבור אלקטרונים מאשר יוני נתרן, ולכן גז מימן נוצר בקתודה ונוצר גז כלור באנודה, ונתרן הידרוקסיד נוצר בתמיסה, והתוצרים הם גז מימן, גז כלור ונתרן הידרוקסיד.

בסך הכל, האלקטרוליזה של נתרן מימי כרוכה בהפעלת זרם חשמלי לתמיסת מים מלוחים לייצור גז כלור וגז מימן באנודה ובקתודה, בהתאמה. התהליך הוא המפתח בייצור מוצרים שונים המבוססים על כלור, כמו גם נתרן הידרוקסיד, שיש לו מספר יישומים תעשייתיים.