(Hóa 12 - Chương 6) Trong công nghiệp người ta tích hợp quá trình sản xuất xút (sodium hydroxide) với khí chlorine bằng phương pháp điện phân dung dịch sodium chloride bão hòa có màng ngăn xốp. Khí chlorine thu được được làm khô rồi hoá lỏng để làm nguyên liệu cho nhiều ngành công nghiệp chế biến và sản xuất hoá chất.



Sơ đồ điều chế chlorine và xút theo phương pháp điện phân dung dịch sodium chloride

Điện phân nóng chảy NaCl, ở catot thu được chất nào sau đây?

Hơn 50% sản lượng kẽm trên thế giới được sản xuất bằng phương pháp điện phân dung dịch $ZnS{O}_4$. Với anode là hợp kim chì-bạc và cathode là các tấm nhôm. Biết các điện cực không tham gia vào quá trình điện phân. Phát biểu nào sau đây không đúng?

Cho các phát biểu sau
(a) Điện phân dung dịch CaCl${}_2$, thu được Ca ở catot.
(b) Than hoạt tính được sử dụng nhiều trong mặt nạ phòng độc, khẩu trang y tế.
(c) Cho Ba(HCO${}_3$)${}_2$ vào dung dịch KHSO${}_4$ sinh ra kết tủa và khí.
(d) Cho lá Fe vào dung dịch CuSO${}_4$ có xảy ra ăn mòn điện hóa.
Số phát biểu đúng là

Trong công nghiệp, sodium được điều chế bằng cách điện phân nóng chảy sodium chloride trong bình điện phân Downs với điện áp khoảng 7 V, cường độ dòng điện từ 25000 A đến 40000 A với các điện cực là than chì và Fe.

Điện phân dung dịch NaCl để điều chế Cl${}_2$ và NaOH là một trong những quá trình điện phân quan trọng trong công nghiệp. Trong thực tế, người ta điện phân dung dịch NaCl bão hòa có nồng độ 300 g.L${}^{-1}$ với điện cực trơ, có màng ngăn điện cực. Sau một thời gian điện phân, nồng độ dung dịch NaCl tại anode giảm xuống đến mức 200 g.L${}^{-1}$ gọi là “nước muối nghèo” và được đưa ra khỏi bể điện phân, đồng thời dung dịch NaCl bão hòa mới sẽ được bổ sung vào để tiếp tục quá trình điện phân (Xem sơ đồ bên dưới). Một trong những nguyên nhân được giải thích cho việc đưa “nước muối nghèo” ra khỏi bể điện phân là nếu tiếp tục điện phân với “nước muối nghèo” thì sẽ xảy ra sự oxi hóa H${}_2$O, làm giảm hiệu suất điện phân.

Chlorine và sodium hydroxide là hoá chất được sử dụng để sản xuất nhiều chất trung gian trong các ngành công nghiệp hoá học (polymer, bột giấy, giấy), dược phẩm, thuốc bảo vệ thực vật, sản xuất xà phòng, luyện kim,…. Công nghệ sử dụng phổ biến để điều chế $C{l}_2$ và NaOH là điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn. Mô hình thiết bị điện phân được thể hiện trong hình bên.
Cathode được làm bằng thép và anode làm bằng than chì hoặc titanium. Dung dịch NaCl được đưa vào từ anode và được duy trì ở mức cao hơn bên cathode giúp chất lỏng chảy từ trái sang phải, ngăn không cho dung dịch NaOH chảy sang ngăn anode. NaCl trong dung dịch sau điện phân được tách khỏi NaOH phần lớn bởi quá trình cô đặc dung dịch.