Bronvermelding
Instituut voor Didactiek en Onderwijsontwikkeling Faculteit Wiskunde en Natuurwetenschappen is de beheerder van de rechten van dit arrangement.
Nijenborgh 9, 9747 AG Groningen
tel. 0503634365 / fax 0503634500
Inleiding
De elektrolyse van een natriumchloride-oplossing met een kwikelektrode is beschreven in RIS-publicatie XXVl.
De nieuwere membraanmethode die sinds 1975 toegepast wordt, kan als demonstratieproef ook goed uitgevoerd worden. Bij deze methode zijn de elektroderuimten gescheiden door een NafionR-membraan.
Nafion is een copolymeer van tetrafluoretheen, perfluorvinylether en perfluorvinylsulfonylfluoride. Dit polymeer is semipermeabel; het laat positieve ionen (Na+) wel door en negatieve (OH- en Cl-) niet.
De beide elektrodereacties zijn:
+ elektrode: 2 Cl-(aq) → Cl2(g) + 2e
- elektrode: 2 H2O + 2e → H2(g) + 2 OH-(aq)
Voordelen van dit proces ten opzichte van de kwikmethode zijn het achterwege blijven van nevenreacties tussen chloor en loog en de relatief geringe milieuverontreiniging.
Een voordeel ten opzichte van de diafragmamethode is dat de concentratie van de gevormde loog hoger is (30-40 massa-% ten opzichte van 10 massa-%). Dit maakt indampen overbodig. De gevormde loog bevat slechts een paar honderd ppm natriumchloride als verontreiniging (bij de diafragmamethode is dit ongeveer 1 massa-%).
Een nadeel van de membraanmethode is dat er hoge eisen gesteld worden aan de zuiverheid van de natriumchloride-oplossing. Neerslagen op het membraan zijn namelijk ongewenst.
Een schematische voorstelling van het membraanproces is weergegeven in figuur 1.
Met behulp van het apparaat, weergegeven in figuur 2, kan het industriële membraanproces nagebootst worden. Omdat hierbij het rentabiliteitsaspect van ondergeschikt belang is, kunnen platina-elektroden gebruikt worden. NafionR is te koop bij Tobifo, Rosenweg 12, 6901 Neckarsteinach, Duitsland.
Benodigdheden + Chemicaliën
Benodigdheden Chemicaliën
elektrolysecel (zie figuur 2) natriumchloride-oplossing (verzadigd)
platina-elektroden fenolftaleïen
spanningsbron 12 V 1 M kaliumjodide-oplossing
ampèremeter 0-5 A zetmeeloplossing
regelweerstand NafionR
stopwatch
plasticslang
Uitvoering
Plaats de opstelling in een zuurkast.
Vul de elektrolysecel met een verzadigde natriumchloride-oplossing. Voeg bij de kathoderuimte enkele druppels fenolftaleïenoplossing toe.
Breng de platina-elektroden aan.
Bevestig de plasticslang aan de uitlaatopeningen voor de gassen.
Voer de elektrolyse uit bij een spanning van 12 V en een stroomsterkte van 2 Ampère.
Toon de ontwijkende gassen aan.
Literatuur
L . Esser, A. Kettrup, MNU 38 (1985), 98-103.
F.R. Minz, R. Schliebs, Chemie in unsere Zeit 12, nr. 5 (1978), 140.
M. Tingle, School Science Review 64, nr. 226 (1982), 50.
S. Venkatesch, B.V. Tilak, J. Chem. Ed. 60, nr. 4 (1983), 276.
Elektrolyse van een natriumchloride-oplossing met een kwikelektrode, P.J. de Rijke, W. van der Veer, RIS-publicatie XXVI, Faraday november 1983, 52 no. 5, 155.
P.J. de Rijke en W. van der Veer m.m.v. M.G. Butter, RIS-publicatie XXIX.
