W procesie produkcji chloru metodą elektrolizy przeponowej solanki (proces chlorowo-alkaliczny) kluczowe jest rozdzielenie przestrzeni anodowej i katodowej przeponą. Dzięki temu produkty nie mieszają się w stopniu, który prowadziłby do reakcji ubocznych i zagrożeń.
Co powstaje na anodzie?
Na anodzie zachodzi utlenianie jonów chlorkowych, dlatego wydziela się chlor (Cl2). To jest produkt wskazany w treści jako "oprócz chloru".
Co powstaje na katodzie?
W roztworach wodnych nie redukuje się kationu sodu do sodu metalicznego; zamiast tego redukuje się woda, w wyniku czego powstaje wodór (H2) oraz jony wodorotlenkowe OH-. Obecne w roztworze kationy Na+ łączą się z OH-, tworząc wodorotlenek sodu (NaOH) w postaci roztworu.
Dlaczego poprawna jest odpowiedź "NaOH i H2"?
Wynika bezpośrednio z półreakcji elektrodowych: chlor wydziela się na anodzie, wodór na katodzie, a NaOH jest efektem powstawania OH- w komorze katodowej i obecności Na+ w elektrolicie. To są standardowe współprodukty instalacji chlorowo-alkalicznej.
Dlaczego pozostałe propozycje są błędne?
- "CO2 i NH3" – te związki nie są typowymi produktami elektrolizy solanki. Pojawiają się w innych gałęziach chemii przemysłowej (np. procesy gazowe, syntezy), ale nie wynikają z reakcji zachodzących w tej komórce elektrolitycznej.
- "H2 i NaCl" – wodór jest produktem katodowym, ale NaCl jest przede wszystkim surowcem (solanką). W prawidłowo prowadzonym procesie dąży się do zużycia jonów Cl- na anodzie, a nie do "wytwarzania" NaCl jako produktu.
- "NH3 i NaOH" – NaOH jest właściwym współproduktem, ale amoniak (NH3) nie wynika z reakcji elektrolizy solanki; wymaga obecności i przemian azotu, których w tym procesie nie ma.
Wskazówka egzaminacyjna: zapamiętaj parę "chlor na anodzie, wodór na katodzie", a następnie dopowiedz, że w wodzie na katodzie powstają OH-, więc w obecności Na+ otrzymuje się NaOH. To szybko pozwala odróżnić produkt od surowca.
