Какво е диафрагмена електролиза?

Електролизата с диафрагма се отнася до поставяне на диафрагма между анода и катода за разделяне на катодните и анодните продукти. Сепараторът е порест пропусклив слой, който не пречи на миграцията на йони и преминаването на ток и ги кара да текат към катода с определена скорост, но може да предотврати дифузията на OH- към анода и да предотврати механичното смесване между катодни и анодни продукти.

Понастоящем в промишлеността по-често се използват електролизатори с вертикална диафрагма. Анодът е от графит или метал, а катодът е от бодлива тел или перфорирана желязна плоча. След въвеждане на постоянен ток за електролиза, част от хлоридните йони в солевия разтвор губят електрони на анода, за да генерират хлорен газ и да излязат. Останалите натриеви йони в анодния разтвор мигрират към катода заедно с разтвора и се вливат в електролита на катода, където водородните йони получават електрони на катода, за да генерират водород и да излязат от катодната камера на електролизната клетка. Поради непрекъснатото изхвърляне на водородни йони се отделя водороден газ, който допълнително насърчава йонизацията на водата. Останалите хидроксидни йони и натриеви йони в разтвора образуват алкален разтвор, който непрекъснато се изхвърля от електролитната клетка заедно с неелектролизирания разтвор на натриев хлорид. Прясна саламура непрекъснато се попълва и произвежда непрекъснато в анодното отделение на електролизера.

Тъй като технологията за мембранна електролиза е широко използвана в хлор-алкалната промишленост, най-новият процес за получаване на алкали, методът на йонообменна мембранна електролиза, е взет като пример, за да илюстрира неговия принцип. Използва се катионобменна мембрана за разделяне на катодните и анодните камери на електролитната клетка, за да се образува двукамерна електролитна клетка. В анодната камера се въвежда наситен разтвор на NaCl, а в катодната камера - дестилирана вода. Под действието на външно постоянно електрическо поле анодът произвежда хлорен газ, а катодът произвежда водороден газ. Тъй като фиксираната група (R-SO-3-) на катионобменната мембрана е отрицателно заредена, тя привлича противоположните заряди на Na плюс йони в разтвора и в резултат на това само Na плюс йони могат да преминат през , докато Cl- йони се отблъскват, така че Na плюс йони Придвижвайки се в катодното отделение, той се комбинира с OH-, за да генерира NaOH. Основната реакция на електрода е:

В анодното отделение:

NaCl==Na плюс плюс Cl - (1)

2Cl==Cl2 плюс 2e (2)

В катодното отделение:

H2O==H плюс плюс OH - (3)

2H плюс плюс 2e ==H2 (4)

Na плюс плюс OH-==NaOH (5)

Горното е принципът на използване на йонообменна мембрана за електролиза на солена вода за производство на алкали.

Електродните реакции обикновено са редукционни реакции, които протичат на катода в катодното отделение, а окислителните реакции, като освобождаването на Cl2, протичат на анода в анодното отделение.