1. La célula electrolítica:
* Componentes: La célula consiste en un diafragma o membrana que separa los compartimentos del ánodo y el cátodo. El ánodo generalmente está hecho de titanio, mientras que el cátodo está hecho de acero.
* Electrolito: Se usa una solución de salmuera concentrada (NaCl) como electrolito.
* Corriente continua: Se pasa una corriente eléctrica directa a través de la celda.
2. Reacciones en los electrodos:
* Ánodo (electrodo positivo):
* Los iones de cloruro (Cl-) de la solución de salmuera se oxidan, produciendo gas de cloro (CL2) y electrones:
* 2Cl- → CL2 + 2E-
* cátodo (electrodo negativo):
* Las moléculas de agua (H2O) se reducen, produciendo gas de hidrógeno (H2) e iones de hidróxido (OH-)::
* 2H2O + 2E- → H2 + 2OH-
* Los iones de sodio (Na+) de la solución de salmuera migran a través del diafragma/membrana al compartimento del cátodo, donde reaccionan con los iones de hidróxido para formar hidróxido de sodio (NaOH):
* Na + + OH- → NaOH
3. Salida:
* hidróxido de sodio (NaOH): La solución de NaOH concentrada se recoge del compartimento del cátodo.
* Gas de cloro (CL2): Recolectado del compartimento del ánodo.
* Gas de hidrógeno (H2): Recolectado del compartimento del cátodo.
4. Tipos de células:
* células de diafragma: Estos usan un diafragma poroso para separar los compartimentos del ánodo y el cátodo. El diafragma permite que pasen los iones de sodio, pero restringe el flujo de iones de hidróxido, lo que resulta en una solución diluida de NaOH.
* Células de membrana: Estos utilizan una membrana selectiva de intercambio iónico para separar los compartimentos del ánodo y el cátodo. La membrana solo permite que pasen los iones de sodio, lo que resulta en una solución de NaOH altamente concentrada.
5. Detalles adicionales:
* El proceso clor-alcali es altamente intensivo en energía.
* El gas de cloro producido es un valioso químico industrial.
* El gas de hidrógeno producido puede usarse como combustible o en la producción de otros productos químicos.
En general, el proceso clor-alcalino es el método más común para fabricar hidróxido de sodio. Implica la electrólisis de la solución de salmuera, que produce hidróxido de sodio, gas de cloro y gas de hidrógeno como subproductos.
