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Chloralkali-Elektrolyse - Referat
Gliederung zur Chloralkali- Elektrolyse
1.1. Einleitung
- Was ist die Chloralkali- Elektrolyse?
- Wozu wird sie genutzt?
1.2. Grundgleichungen
2.1. Diaphragma- Verfahren
3.1. Amalgam- Verfahren
4. Vor- und Nachteile
4.1. Diaphragma- Verfahren
4.2. Amalgam- Verfahren
1.1. Eine Chloralkali- Elektrolyse ist ein Elektrolyse- Verfahren, bei dem aus Natriumchlorid
(Steinsalz) Chlor (u. a. Wasserstoff und
Natronlauge) gewonnen wird.
Es ist eine endotherme Reaktion.
2H2O + 2NaCl → H2 + 2NaOH + Cl2
Anode (+): Oxidation
2NaCl → 2Na+ + 2Cl- Dissoziation (Auflösung)
2Cl- → Cl2 + 2e-
Kathode (-): Reduktion
2H2O → 2H+ + 2OH- Dissoziation
2H+ + 2e- → H2
2.1.
Seit 1892 elektrolysiert man mit dem Diaphragma- Verfahren wässrige Lösungen von
Natriumchlorid. Bei diesem Verfahren dient als Trennung des Kathoden- und
Anodenraums eine poröse Scheidewand (Diaphragma). Die Trennung ist nötig, da ohne
sie die Gefahr bestünde, dass sich Wasserstoff und Chlor zu Chlorknallgas vermischen.
3.1.
Beim Amalgam- Verfahren dient Quecksilber als Kathode, als Anode verwendet man
Graphit.
Das Quecksilber fließt ständig am Boden der Elektrolysezelle entlang. Am Quecksilber
scheidet sich Natrium ab, das sich mit dem Quecksilber zur Legierung Natriumamalgam
(NaHg) umsetzt.
An der Anode werden Chlorid- Ionen entladen, wobei sich Chlor bildet. Das
Natriumamalgam wird in einer zweiten Wanne mit Wasser versetzt. Natrium und
Amalgam lösen sich voneinander und es bilden sich Wasserstoff und eine konzentrierte
Natronlauge:
2NaHg + 2 H2O → 2NaOH + H2 + 2Hg
4.1.
Vorteile Nachteile
- Entstehung von reinem Chlor- Energieaufwand je kg Chlor ~ 3 kWh- Hypochlorite und Chlorate können hergestellt werden - die entstehende Natronlauge ist sehr verdünnt und mit Natriumchlorid verunreinigt - eine Salzabtrennung und Eindampfen der Natronlauge ist nötig
4.2.
Vorteile Nachteile
- Natronlauge ist sehr rein und hoch konzentriert - Quecksilber und Quecksilberverbindungen werden mit dem Abfluss aus der Amalgam- erzeugungszelle mitgeführt- sehr giftig und hohes Umweltrisiko- hoher Kostenaufwand zur Entfernung aus den Elektrolyseanlagen
Dieses Referat wurde eingesandt vom User: AnnaLea
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