Let's Draw: Chloralkali-Elektrolyse im Membranverfahren

Summary

In diesem Video wird die Chlor-Alkali-Elektrolyse im Membranverfahren erklärt, ein wichtiger chemischer Prozess zur Gewinnung von Chlor und Natronlauge aus Natriumchlorid. Der Prozess beinhaltet Elektrolyse mit einer Membran, die Natriumionen durchlässt, während Chloridionen zu Chlor an der Anode oxidiert werden. An der Kathode wird Wasser reduziert, was Wasserstoff und Hydroxidionen erzeugt. Der Prozess ist kontinuierlich und ermöglicht die Rückführung von konzentrierter Natriumchloridlösung, um die Reaktion effizient zu gestalten. Der Sprecher warnt vor der explosiven Gefahr von Wasserstoff und Chlor, die zusammen als Knallgas reagieren können.

Takeaways

• 😀 Die Chlor-Alkali-Elektrolyse wird im Membranverfahren durchgeführt, um Chlor und Natronlauge zu gewinnen.
• 😀 Das Membranverfahren trennt die Reaktionsräume mithilfe einer Membran, die selektiv Natriumionen (Na⁺) durchlässt.
• 😀 Chloridionen (Cl⁻) werden an der Anode oxidiert, was zur Bildung von Chlor (Cl₂) führt.
• 😀 An der Kathode wird Wasser reduziert, was Wasserstoffgas (H₂) und Hydroxidionen (OH⁻) erzeugt.
• 😀 Die Hauptprodukte der Elektrolyse sind Chlor und Natronlauge (NaOH).
• 😀 Ein Teil der Natriumchlorid-Lösung wird nach der Reaktion recycelt und wieder konzentriert.
• 😀 Die Gesamtreaktion der Elektrolyse lautet: 2NaCl + 2H₂O → Cl₂ + H₂ + 2NaOH.
• 😀 Bei der Produktion entstehen Wasserstoff und Chlor gleichzeitig, was zu Knallgas führen kann – eine gefährliche Mischung.
• 😀 Das Membranverfahren sorgt für die Trennung der Produkte und verhindert ungewollte Reaktionen zwischen Chlor und Wasserstoff.
• 😀 Das Verfahren wird kontinuierlich betrieben, wobei die Natriumchlorid-Lösung immer wieder verwendet wird, um die Reaktionskapazität aufrechtzuerhalten.

Q & A

Was ist das Hauptziel der Chlor-Alkali-Elektrolyse?

Das Hauptziel der Chlor-Alkali-Elektrolyse ist die Gewinnung von Chlor und Natronlauge (NaOH), zwei sehr wichtigen Grundchemikalien.

Welche Technik wird im Video für die Chlor-Alkali-Elektrolyse verwendet?

Im Video wird das Membranverfahren zur Durchführung der Chlor-Alkali-Elektrolyse verwendet.

Warum ist eine Membran notwendig bei der Chlor-Alkali-Elektrolyse?

Die Membran trennt die beiden Reaktionsräume, sodass Natriumionen durchgelassen werden, während Chloridionen und andere Produkte getrennt bleiben.

Welche Produkte entstehen an der Anode während der Elektrolyse?

An der Anode findet eine Oxidation statt, bei der Chlor (Cl2) gebildet wird.

Was passiert an der Kathode während der Chlor-Alkali-Elektrolyse?

An der Kathode findet eine Reduktion statt, bei der Wasser (H2O) reagiert, um Wasserstoff (H2) und Hydroxidionen (OH-) zu erzeugen.

Warum ist es wichtig, dass Chlor und Wasserstoff nicht vermischt werden?

Die Mischung von Chlor und Wasserstoff kann zu Knallgas führen, was eine gefährliche Reaktion ist. Deshalb ist es wichtig, dass diese Gase getrennt bleiben.

Welche Chemikalien werden in der Chlor-Alkali-Elektrolyse benötigt?

Für die Chlor-Alkali-Elektrolyse wird eine Natriumchlorid-Lösung (NaCl) benötigt, die als Elektrolyt fungiert.

Wie wird die Natronlauge nach der Elektrolyse gewonnen?

Die Natronlauge entsteht, wenn Hydroxidionen an der Kathode aus Wasserstoff und Wasser entstehen, während Chlor an der Anode gebildet wird.

Was passiert mit der verbrauchten Natriumchlorid-Lösung?

Die verbrauchte Natriumchlorid-Lösung wird als dünne Sole bezeichnet, die anschließend wieder aufkonzentriert wird, um erneut verwendet zu werden.

Was ist eine Redox-Gleichung und welche ist die Gesamtgleichung für die Chlor-Alkali-Elektrolyse?

Eine Redox-Gleichung beschreibt eine Reaktion, bei der Oxidation und Reduktion gleichzeitig stattfinden. Die Gesamtgleichung der Chlor-Alkali-Elektrolyse lautet: 2NaCl + 2H2O → Cl2 + H2 + 2NaOH.