Klor-alkali Üretiminde Membran Hücresi Prosesi
Proses, tuzlu suyu, bir membran hücresini ve birer pozitif ve negatif yüklü elektrodu kullanır. Anot (negatif yüklü) klorür iyonunu okside eder. Klorür iyonu, bir elektron kaybeder ve klor gazına dönüşür. Hidrojen iyonları katoda çekilir ve hidrojen gazı oluşur. Yarı geçirgen membran hücresi, sodyum iyonlarının ikinci bir hazneye geçmesini sağlar. Sodyum iyonları burada su ile reaksiyona girerek sodyum hidroksit üretilir.
Bir miktar daha detaylı açıklayabilmek için, tuzlu suyun elektrolizinde kullanılan basit membran hücresinin kullanımını açıklayan aşağıdaki şekle bakalım.
Anotda (A), klor oluşturacak şekilde klorür okside olur. İyon seçici membran (B), Na+ ‘nın serbestçe karşıya geçmesine izin verirken, hidroksil (OH–) ve klorür iyonlarının difüzyonunu engeller. Katotda (C), su hidroksil ve hidrojen gazı ile indirgenir.
Oluşan kimyasal reaksiyonlar aşağıda açıklanmıştır.
(A) Doymuş tuzlu su, hücrenin ilk haznesine girer. Burada klorür iyonları, anotta okside olur ve elektronlarını kaybederek klor gazına dönüşür.
2Cl– → Cl2 + 2e–
(C) Su moleküllerinden çekilen pozitif hidrojen iyonları, elektrolit akımdan elde edilen elektrotlar ile hidrojen gazına indirgenir ve hidroksil iyonları solüsyona bırakılır.
2H20 + 2e– → H2 + 2OH–
(B) Sodyum iyonları (Na+), ikinci hazneye geçer ve burada hidroksil iyonları ile reaksiyona girerek kostik (NaOH) üretilir.
Tuzlu suyun tam reaksiyonu da şu şekildedir,
2NaCl + 2 H2O → Cl2 + H2 + 2NaOH
