การผลิตโซเดียมโซเดียมไฮดรอกไซด์โดยใช้เซลล์ไดอะแฟรม

การผลิตโซเดียมโซเดียมไฮดรอกไซด์โดยใช้เซลล์ไดอะแฟรม

เซลล์ไดอะแฟรม (Diaphram cell) เป็นเซลล์อิเล็กโทรไลต์แบบ Chlor – alkali ชนิดหนึ่งดังรูป ในเซลล์ มีแผ่นกั้นทำด้วยแอสเบสตอสกั้นอยู่ระหว่างแอโนด ซึ่งทำด้วยทิเทเนียม และแคโทด เป็นเหล็กกล้า

เมื่อผ่านสารละลาย NaCl อิ่มตัวที่ทำให้บริสุทธิ์แล้วเข้าทางด้านแอโนด ( ขั้วบวก) Cl - ถูกออกซิไดส์เกิด Cl 2 ดังนี้

ออกซิเดชัน ; 2Cl - (aq) -----------> Cl 2 (g) + 2e - E 0 = - 1.36 V

ส่วนแคโทด ( ขั้วลบ) น้ำจะรับอิเล็กตรอนเกิดก๊าซ H 2 และ OH - ดังนี้

รีดักชัน ; 2H 2O (l) + 2e - ---------> H 2 (g) + 2OH - (aq) E 0 = - 0.83 V

ปฏิกิริยาสุทธิ ; 2Cl -(aq) + 2H 2O(l) --------> 2OH - (aq) + H 2(g) + Cl 2(g) E 0 cell = - 2.19 V

ที่แผ่นกั้นมีสมบัติยอมให้ไอออนผ่านไปมาได้ แต่ไม่ยอมให้ Cl 2(g) และ H 2 (g) ผ่าน และเนื่องจากได้มีการปรับความดันด้านแอโนดสูงกว่าด้านแคโทด ด้วยการให้ระดับสารละลายที่ด้านแอโนดสูงกว่าสารละลายที่ด้านแคโทด ดังนั้น ไอออนทางด้านแอโนดจึงถูกดันให้เคลื่อนที่ผ่านแผ่นกั้นไปด้านแคโทดตลอด ส่วนไฮดรอกไซด์ไอออนทางด้านแคโทดไม่สามารถไหลมาทางด้านแอโนด ทำให้ได้ NaOH เกิดขึ้นด้านแคโทด สำหรับ Na + และ Cl - ที่ทำปฏิกิริยาไม่หมด จะไหลผ่านแผ่นกั้นเข้าไปอยู่ด้านแคโทด จึงทำให้สารละลาย NaOH ไม่บริสุทธิ์ คือมี NaOH ประมาณร้อยละ 10 – 12 โดยมวลและ NaCl ประมาณร้อยละ 14 – 16 โดยมวล สารละลายผสมระหว่าง NaOH กับ NaCl สามารถแยกได้ด้วยวิธีการให้น้ำระเหยออก เพื่อทำให้สารละลาย NaCl อิ่มตัวและตกผลึกแยกออกไป สารละลายที่เหลือประกอบด้วย NaOH ร้อยละ 50 โดยมวลและ NaCl ร้อยละ 1 โดยมวล สารละลาย NaOH ที่ได้สามารถนำไปใช้ในอุตสาหกรรมเตรียมสารต่าง ๆ ได้ แต่ใช้ในอุตสาหกรรมผลิตเรยองไม่ได้ เพราะมี NaCl ปน