氯鹼工業為什麼不用石墨電極

㈠ 氯鹼的生產原理

由電解食鹽水溶液製取燒鹼、氯氣和氫氣的工業生產，是重要的基礎化學工業之一。我國的氯鹼工業主要採用兩種生產工藝。
1.隔膜法
電解在立式隔膜電解槽中進行，如圖 a所示。電解槽的陽極用塗有tiO 2 － RuO 2 塗層的鈦或石墨製成，陰極由鐵絲網製成，網上附著一層石棉絨做隔膜，這層隔膜把電解槽分隔成陽極室和陰極室。將已除去 Ca 2+ 、 Mg 2+ 、
下兩種電離方程：
NaCl =Na + + Cl -
H2O= （可逆）H + + OH -
所以，食鹽水中含有 Na + 、 H + 、 Cl - 和 OH - 四種離子。當接通電源後，在電場的作用下，帶負電的 Cl - 和 OH - 移向陽極，帶正電的 Na + 和 H + 移向陰極，在這種條件下，電極上發生如下反應：
在陽極 2Cl - － 2e= Cl 2 ↑
在陰極 2H + + 2e=H 2 ↑
即在陽極室放出 Cl 2 ，陰極室放出 H 2 。由於陰極上有隔膜，而且陽極室的液位比陰極室高，所以可以阻止 H 2 跟 Cl 2 混合，以免引起爆炸。由於 H + 不斷放電，破壞了水的電離平衡，促使水不斷電離，造成溶液中 OH - 的富集。這樣在陰極室就形成了 NaOH溶液，它從陰極室底部流出。電解食鹽水的總反應可以表示如下：
2NaCl+2H2O= 2NaOH+H 2 ↑+ Cl 2 ↑
用這種方法生產的鹼液比較稀，其中含有多量未電解的 NaCl ，需要經過分離、濃縮，才能得到固態 NaOH。

㈡ 氯鹼工業的反應原理

陽極反應：2Cl-－2e=Cl2↑（氧化反應）
H+比Na+容易得到電子，因而H+不斷地從陰極獲得電子被還原為氫原子，並結合成氫分子從陰極放出。
陰極反應：2H+＋2e＝H2↑（還原反應）
在上述反應中，H+是由水的電離生成的，由於H+在陰極上不斷得到電子而生成H2放出，破壞了附近的水的電離平衡，水分子繼續電離出H+和OH-，
H+又不斷得到電子變成H2，結果在陰極區溶液里OH-的濃度相對地增大，使酚酞試液變紅。因此，電解飽和食鹽水的總反應可以表示為：
總反應
2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑+H2↑
工業上利用這一反應原理，製取燒鹼、氯氣和氫氣。
在上面的電解飽和食鹽水的實驗中，電解產物之間能夠發生化學反應，如NaOH溶液和Cl2能反應生成NaClO、H2和Cl2混合遇火能發生爆炸。在工業生產中，要避免這幾種產物混合，常使反應在特殊的電解槽中進行。