Chlor-Alkali Elektrolyse

Chloralkali-Elektrolyse

Mit der Chloralkali-Elektrolyse werden die wichtigen Grundchemikalien Chlor, Wasserstoff und Natronlauge aus Natriumchlorid erzeugt.
Dafür wird Steinsalz, das neben wenigen anderen Salzen vor allem aus Natriumchlorid (Kochsalz) besteht, in Wasser gelöst und elektrolysiert.

Reaktionsablauf

Wenn man Kochsalz in Wasser löst, zerfällt es in positiv geladene Natriumionen (Na⁺) und negativ geladene Chloridionen (Cl^-). Darüber hinaus befinden sich in einer solchen Lösung, ebenso wie in jeder wässrigen Lösung, positiv geladene Wasserstoffionen (H⁺), sogenannte Protonen und negativ geladene Hydroxidionen (OH^-), welche zunächst als Wassermoleküle (H₂O) vorliegen.

Wird nun Strom durch eine solche Lösung geleitet, wandern die negativ geladenen Ionen zur positiven Elektrode, der Anode und die positiv geladenen Ionen zur negativ geladenen Elektrode, der Kathode.

Die Chloralkali-Elektrolyse ist eine endotherme Reaktion. Die benötigte Aktivierungsenergie beträgt 454 kJ/mol .

Reaktion an der Anode (Oxidation)

An der Anode geben die Chloridionen Elektronen ab und oxidieren zu elementarem Chlor.

$2Cl^{-}(aq)\rightarrow Cl_{2}(g)+2e^{-}$

Reaktion an der Kathode (Reduktion)

An der Kathode nimmt Wasser Elektronen auf und wird reduziert zu Wasserstoff und Hydroxidionen.

$2H_{2}O(l)+2e^{-}\rightarrow H_{2}(g)+2OH^{-}(aq)$

Gesamtreaktion (Redoxreaktion)

$2Cl^{-}(aq)\rightarrow Cl_{2}(g)+2e^{-}$

$2H_{2}O(l)+2e^{-}\rightarrow H_{2}(g)+2OH^{-}(aq)$

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$2Cl^{-}(aq)+2H_{2}O(l)\rightarrow Cl_{2}(g)+H_{2}(g)+2OH^{-}(aq)$