氯鹼工業中氫氧化鈉在哪裡產生

A. 氯鹼工業的生產工藝

1.隔膜法
電解在立式隔膜電解槽中進行，如圖 a所示。電解槽的陽極用塗有tiO 2 － RuO 2 塗層的鈦或石墨製成，陰極由鐵絲網製成，網上附著一層石棉絨做隔膜，這層隔膜把電解槽分隔成陽極室和陰極室。將已除去Ca 2+ 、Mg2+ 、
下兩種電離方程：
NaCl =Na+ + Cl-
H2O= （可逆）H+ + OH-
所以，食鹽水中含有Na+ 、H+ 、Cl- 和OH- 四種離子。當接通電源後，在電場的作用下，帶負電的Cl-和 OH- 移向陽極，帶正電的Na+和H+移向陰極，在這種條件下，電極上發生如下反應：
在陽極 2Cl - － 2e= Cl 2 ↑
在陰極 2H + + 2e=H 2 ↑
即在陽極室放出 Cl 2 ，陰極室放出 H 2。由於陰極上有隔膜，而且陽極室的液位比陰極室高，所以可以阻止 H 2 跟 Cl 2 混合，以免引起爆炸。由於H+不斷放電，破壞了水的電離平衡，促使水不斷電離，造成溶液中 OH - 的富集。這樣在陰極室就形成了NaOH溶液，它從陰極室底部流出。電解食鹽水的總反應可以表示如下：
2NaCl+2H2O= 2NaOH+H 2 ↑+ Cl 2 ↑
用這種方法生產的鹼液比較稀，其中含有多量未電解的NaCl，需要經過分離、濃縮，才能得到固態NaOH。
2. 雙電解池法（Diaphragm cell）
該方法類似於隔膜法，但是把反應分在兩個電解池中反應 。這樣進一步避免了氯氣和氫氧化鈉的反應。這樣合成的氯氣含有少量的氧氣 。
3. 水銀電解池法（Castner–Kellner process）
以上的電解池得到的氫氧化鈉中都含有微量的氯化鈉，而水銀電解池法則可以合成完全不含氯化鈉的氫氧化鈉。如圖所示，水銀電解池法把兩種電解質用水銀隔開。陽極放置在飽和食鹽水中，陰極放置在氫氧化鈉溶液中。通電時，氯離子被陽極氧化：
2Cl - － 2e= Cl 2 ↑
鈉離子則在水銀中被還原。
Na++e-=Na
由於鈉離子可溶於水銀，並且水銀阻止鈉與水反應，所以會形成鈉汞合金。在含有氫氧化鈉的電解池中，鈉汞合金成了陽極，鈉重新被氧化：
Na=Na++e-
水則在陰極被還原成氫氣和氫氧根離子：
2H2O+2e-=H2+2OH-
這種方法曾一度被用來廣泛生產氯氣和氫氧化鈉。然而，該裝置需要使用大量的水銀，不但成本昂貴，而且有一定的隱患。曾經在加拿大（安大略）和日本（水俁）發生的大規模的汞中毒（水俁病）事件 ，就與水銀電解池法有關。目前，該方法使用的水銀在一些國家已經被其他物質取代。