Điện phân dung dịch NaCl để điều chế Cl2 và NaOH là một trong những quá trình điện phân quan trọng trong công nghiệp [đã giải]

Điện phân dung dịch NaCl để điều chế Cl2 và NaOH là một trong những quá trình điện phân quan trọng trong công nghiệp. Trong thực tế, người ta điện phân dung dịch NaCl bão hòa có nồng độ 300 g/L với điện cực trơ, có màng ngăn điện cực. Sau một thời gian điện phân, nồng độ dung dịch NaCl tại anode giảm xuống đến mức 200 g/L gọi là “nước muối nghèo” và được đưa ra khỏi bể điện phân, đồng thời dung dịch NaCl bão hoà mới sẽ được bổ sung vào để tiếp tục quá trình điện phân (Xem sơ đồ bên dưới).

Một trong những nguyên nhân được giải thích cho việc đưa “nước muối nghèo” ra khỏi bể điện phân là nếu tiếp tục điện phân với “nước muối nghèo” thì sẽ xảy ra sự oxi hóa H2O, làm giảm hiệu suất điện phân.
a) Khi điện phân dung dịch NaCl, ở anode có sự khử anion chloride thành khí chlorine.
b) Màng ngăn xốp có vai trò ngăn cản anion OH- di chuyển sang anode phản ứng với Cl2.
c) Với mỗi lít nước muối bão hoà ban đầu, khi điện phân đến nồng độ “nước muối nghèo” thì sẽ thu được 54,7 gam NaOH, biết hiệu suất chuyển hóa NaCl thành NaOH là 90%.
d) Nếu tiếp tục điện phân với nước muối nghèo thì ở anode sẽ có khí oxygen thoát ra.