1。準備:
* Molten naCl: 塩化ナトリウムには高い融点(801°C)があるため、電気を導くために溶融状態に加熱する必要があります。
* 電解細胞: 電気分解には特別な細胞が使用されています。溶融塩に浸漬された2つの電極(アノードとカソード)で構成されています。電極は通常、グラファイトや鋼などの不活性材料で作られています。
2。電気分解:
* 電極反応:
* アノード(正の電極): 塩化物イオン(Cl-)は電子を失い、塩素ガス(Cl2)に酸化されます。
* 2cl-→Cl2 + 2e-
* カソード(負の電極): ナトリウムイオン(Na+)は電子を獲得し、ナトリウム金属(Na)に還元されます。
* Na + + E-→Na
* 電流フロー: 細胞を通過した直接電流は、これらの反応を駆動します。電子は、アノードから外部回路を介してカソードに流れます。
3。コレクション:
* ナトリウム金属: 溶融ナトリウム金属はカソードで収集され、そこで溶融塩の表面に浮かびます。
* 塩素ガス: 塩素ガスはアノードで放出され、個別に収集できます。
重要な考慮事項:
* 温度: NaCl溶融を維持し、電気分解プロセスを促進するには、高温を維持することが重要です。
* セル設計: 細胞の設計により、ナトリウムと塩素生成物の適切な分離が保証され、反応を防ぎます。
* 安全性: ナトリウム金属は非常に反応性が高く、慎重に処理する必要があります。
ナトリウム金属の応用:
* ナトリウム化合物の産生: 水酸化ナトリウム(NaOH)や炭酸ナトリウム(Na2Co3)などのさまざまなナトリウム化合物の産生に使用されます。
* 有機化学: 有機合成の還元剤として使用されます。
* 原子炉のクーラント: ナトリウム金属は、その優れた熱伝達特性のため、一部の核原子炉のクーラントとして使用されます。
注: 溶融塩化ナトリウムの電気分解は、特殊な機器と専門知識を必要とする複雑なプロセスです。プロセスのすべての段階で安全対策が整っていることを確認することが重要です。