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【化学】水酸化ナトリウムの製造方法:隔膜法・水銀法・イオン交換膜法

隔膜法とは?

水酸化ナトリウムはNaCl水溶液を電気分解することによって得られます。

陰極:2H2O + 2e– → H2 + 2OH–

陽極:2Cl– → Cl2 + 2e–

生成されたNaOHとCl2の混合を防ぐために石綿などで作った膜で仕切るため、隔膜法と呼ばれます。

https://en.wikipedia.org/

隔膜法ではなぜ隔膜が必要なの?

隔膜ながなければ、NaOHとCl2が混ざり、次の反応が起こってしまいます。

2NaOH + Cl2 → NaCl + NaClO + H2O

水銀法とは?

陰極に水銀Hg、陽極に炭素を用いて電気分解してNaOHを生成する方法を水銀法と呼びます。

https://en.wikipedia.org/

陰極ではHg上ではH+の還元反応は起こりづらく、Na+の還元が起こります。

Na+ + e– → Na

生成されたNaはHgとの合金(アマルガム)を作ります。このアマルガムと黒鉛を接触させながら水と反応させるとNaOHを得られます。

2Na + 2H2O → 2NaOH +H2↑

水銀法は廃液にHgが混ざり、水銀汚染を引き起こすことから日本では行われなくなりました。

イオン交換膜法

陽イオンだけを通す特殊な膜を用いて、NaCl水溶液からNa+を水の容器に移動させる方法をイオン交換膜法と呼びます。

Na+ Cl– H+ OH–  |イオン交換膜|  H+ OH–

下のようにNa+が移動し、NaOHが生成されます。

Cl– H+ OH–  |イオン交換膜|  H+ OH– Na+

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