電解食鹽水

通電後，食鹽水中的氯化鈉（NaCl）與水（H₂O）發生電離，分別在陰極與陽極生成氫氣(H2)與氯氣(Cl2)。剩下的氫氧根離子與鈉離子結合生成氫氧化鈉(NaOH)。

工業上常用電解食鹽水製取氫氧化鈉。由於氯離子或氯氣與氫氧化鈉溶液接觸會生成氯化鈉和次氯酸鈉（NaClO），工業制氫氧化鈉使用特殊構造的、帶有離子交換膜（不允許帶負電的氯離子或氯氣通過）的電解槽隔絕氯離子或氯氣與氫氧化鈉。

基本介紹

• 中文名：電解食鹽水
• 外文名：chloralkali process
• 條件：通電
• 成分：氯化鈉NaCl、水H2O
• 作用：發生電離
• 生成：氫氣H2、氯氣Cl2、氫氧化鈉NaOH

原理

在食鹽水裡氯化鈉完全電離，水分子是微弱電離的，因而存在著Na⁺、H⁺、Cl^-、OH^-四種離子。即：

NaCl= Na⁺+Cl^-

H₂O⇌ H⁺+OH-（可逆）

在電場的作用下，帶負電的OH^-和Cl^-移向陽極，帶正電的Na⁺和H+移向陰極。

在陽極，Cl^-比OH^-容易失去電子被氧化成氯原子，氯原子兩兩結合成氯分子放出氯氣。即：

2Cl^--2e=Cl₂↑(氧化反應)

在陰極，H⁺比Na⁺容易得到電子，因而H⁺不斷從陰極獲得電子被還原為氫原子，氫原子兩兩結合成氫分子從陰極放出氫氣。即：

2H⁺+2e=H₂↑ (還原反應)

H在陰極上不斷得到電子而生成氫氣放出，破壞了附近的水的電離平衡，因而水分子大量電離成H和OH，且生成OH的快慢遠大於其向陽極定向運動的速率。因此，陰極附近的OH大量增加，使溶液中產生氫氧化鈉：

OH^-+ Na⁺= NaOH

所以電解飽和食鹽水的總的化學方程式可以表示如下：

2NaCl+2H₂O=通電=2NaOH+H₂↑+Cl₂↑

工業用途

工業上利用2NaCl+2H₂O===通電===2NaOH+H₂↑ +Cl₂↑，製取燒鹼、氯氣和氫氣。（燒鹼即為氫氧化鈉）

氯氣和氫氣反應：H₂+Cl₂===點燃或光照===2HCl，生成的HCl氣體溶於水便是鹽酸。

氯氣與氫氧化鈉溶液反應：2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O，生成的NaClO有很強的氧化性，它的鹽類可以作漂白劑與防毒劑。

在上面的電解飽和食鹽水的實驗中，電解產物之間能夠發生化學反應，如NaOH溶液和Cl2或Cl離子接觸會生成NaClO與NaCl，H₂和Cl₂混合遇火或光照能發生爆炸。在工業生產中，要避免這幾種產物混合，常使反應在特殊構造的、帶有離子交換膜（不允許帶負電的氯離子或氯氣通過）的電解槽中進行。

實驗

實驗強調電解飽和食鹽水，既加快反應速率，同時也因為氯氣在飽和食鹽水中的溶解量較小。