При проходженні постійного електричного струму через водний розчин хлориду натрію можна очікувати виділення хлору, а також кисню: В
2OH - - 2Д“ в†’ 1/2О 2 + Н 2 Про
або
В
2Cl - - 2Д“ в†’ Cl 2
Нормальний електродний потенціал розряду OH - - іонів становить +0,41 В, а нормальний електродний потенціал розряду іонів хлору дорівнює +1,36 В. У нейтральному насиченому розчині хлориду натрію концентрація гідроксильних іонів близько 1.10 -7 г-екв/л. При 25 В° С рівноважний потенціал розряду гідроксильних іонів буде П† ар = 0,82 В. Рівноважний потенціал розряду іонів хлору при концентрації NaCl в розчині 4,6 г-екв/л дорівнює П† ар = 1,32 В. Отже, на аноді з малим перенапруженням повинен в першу чергу розряджатися кисень. Однак на графітових анодах перенапруження кисню багато вище перенапруги хлору і тому на них буде відбуватися в основному розряд іонів Cl - з виділенням газоподібного хлору по реакції (а). Виділення хлору полегшується при збільшенні концентрації NaCl в розчині в слідстві зменшення при цьому рівноважного потенціалу. Це є однією з причин використання при електролізі концентрованих розчинів хлориду натрію, що містять 310-315 г./л. На катоді в лужному розчині відбувається розряд молекул води за рівнянням
В
H 2 O + Д’ в†’ H + OH -
Атоми водню після рекомбінації виділяються у вигляді молекулярного водню:
В
2H в†’ H 2
Розряд іонів натрію з водних розчинів на твердому катоді неможливий у слідстві більш високого потенціалу їх розряду в порівнянні з воднем. Тому що залишаються в розчині гідроксильні іони утворюють з іонами натрію розчин лугу. Процес розкладання NaCl можна виразити наступними реакціями:
В
2Cl - - 2Д“ в†’ Cl 2
Н 2 Про + Д’ = 2Н + ОН -
2H в†’ H 2
Підсумувавши рівняння отримаємо:
В
2Н 2 Про + 2Cl - в†’ Cl 2 + H 2 + 2ОН -
або
В
2Н 2 Про + 2NaCl в†’ Cl 2 + H 2 + 2NaOH
Те є на аноді йде утворення хлору, а у катода - водню і їдкого натру. При електролізі поряд з основними описаними процесами можуть протікати і побічні, один з яких описується рівнянням (б). Крім цього, хлор, виділяється на аноді, частково розчиняється в електроліті і гідролізується по реакції
В
Cl 2 + Н 2 Про ↔ НОCl + НCl
У випадку дифузії лугу (іонів ОН - ) до анода чи змішування катодних і анодних продуктів хлорнуватиста і соляна кислоти нейтралізуються лугом з утворенням г...
