NaOH chlor-alkali process Tamil revision notes in plain-language paragraphs: electrolysis of concentrated brine to give sodium hydroxide, chlorine gas and hydrogen gas, the anode and cathode half reactions, the three types of chlor-alkali cell, and why the ion-exchange membrane cell is preferred with the role of the membrane in keeping Cl2 and NaOH apart while letting only Na+ ions through.

A/L இரசாயனவியல் · அலகு 14 · குறு குறிப்பு (14ஆ)

🧠 மனப்படம்
🧂
NaOH — காரக் குளோர முறை
NaOH — Chlor-Alkali Process

1 எரிசோடா என்றால் என்ன, ஏன் "காரக் குளோர முறை"?

சோடியம் ஐதரொட்சைட்டு (sodium hydroxide, NaOH) — பொதுவாக எரிசோடா (caustic soda) என அழைக்கப்படுவது — சவர்க்காரம், புடைவை, தாள் மற்றும் பல இரசாயனக் கைத்தொழில்களுக்குத் தேவையான ஒரு முதன்மையான இரசாயனப் பொருள். இது செறிந்த உப்புக் கரைசலின் (brine, NaCl கரைசல்) மின்பகுப்பின் மூலம் கைத்தொழில் ரீதியில் உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றது. இம்முறை காரக் குளோர முறை (chlor-alkali process) என அழைக்கப்படுகின்றது; ஏனெனில் இது ஒரே நேரத்தில் காரமான NaOH ஐயும் குளோரீன் வாயுவையும் தருகின்றது — ஒரு தாக்கத்திலிருந்து இரண்டு பயனுள்ள கைத்தொழில் பொருட்கள்.

2 மின்பகுப்பின்போது முனைகளில் நிகழ்வது

பிரைன் கரைசலை மின்பகுப்புக்கு உட்படுத்தும்போது, கதோட்டில் (cathode) நீர் மூலக்கூறுகள் தாழ்த்தப்பட்டு ஐதரசன் வாயு (H₂) வெளிவருகின்றது; அத்துடன் OH⁻ அயன்கள் கதோட்டு அறையில் தோன்றுகின்றன. அனோட்டில் (anode) Cl⁻ அயன்கள் ஒட்சியேற்றமடைந்து குளோரீன் வாயு (Cl₂) வெளிவருகின்றது. கரைசலில் எஞ்சியிருக்கும் Na⁺ அயன்களும், கதோட்டில் தோன்றிய OH⁻ அயன்களும் இணைந்து சோடியம் ஐதரொட்சைட்டு கரைசலைத் தருகின்றன.

முனைதாக்கம்விளைபொருள்
அனோட்டு (+)2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻குளோரீன் வாயு
கதோட்டு (−)2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻ஐதரசன் வாயு + OH⁻
ஒட்டுமொத்தம்2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + Cl₂ + H₂எரிசோடா + Cl₂ + H₂

3 மூன்று வகைக் கலங்கள் — ஏன் மென்சவ்வுக் கலம் தேர்வானது?

காரக் குளோரக் கலங்கள் (chlor-alkali cells) மூன்று வகைப்படும்: இரசக் கல முறை (mercury cell), பிரிமென்றகட்டுக் கல முறை (diaphragm cell) மற்றும் மென்சவ்வுக் கல முறை (membrane cell). இரசக் கல முறையில் இரசம் (mercury) சூழலுக்கு விடுவிக்கப்படும் சாத்தியப்பாடு இருப்பதால் அது தற்போது விரும்பப்படுவதில்லை. மென்சவ்வுக் கல முறையில், அனோட்டு அறையையும் கதோட்டு அறையையும் வேறாக்க, நேர் அயன்கள் மட்டுமே ஊடுசெல்லக்கூடிய ஒரு மென்சவ்வு (ion-exchange membrane) பயன்படுத்தப்படுகின்றது. இம்முறையின் அனுகூலங்களாக, உற்பத்தியாகும் NaOH இனது தூய்மை உயர்வாக இருத்தல், குறைந்த மின்சக்தியே விரயமாதல், மற்றும் சூழல் சார்ந்த பாதிப்புகள் குறைவாதல் ஆகியன குறிப்பிடப்படலாம்.

4 மென்சவ்வின் பணி

மென்சவ்வு ஒரு முக்கியமான தொழிற்பாட்டைச் செய்கின்றது. அனோட்டு அறையில் தோன்றும் Cl₂ வாயுவும், கதோட்டு அறையில் தோன்றும் NaOH உம் ஒன்றுடனொன்று கலந்தால் அவை மீண்டும் தாக்கமடைந்து விளைபொருளை வீணாக்கிவிடும். மென்சவ்வு இவ்விரு அறைகளையும் வேறாக்கி, ஆனால் Na⁺ அயன்கள் அனோட்டு அறையிலிருந்து கதோட்டு அறைக்குப் பெயர்வதற்கு மட்டும் இடமளிக்கின்றது. இதனால் தூய NaOH கதோட்டு அறையில் சேகரிக்கப்படுகின்றது.

நினைவில் வைக்க
மென்சவ்வு = Na⁺ அயன்களை மட்டும் கடத்தும் ஒரு "தேர்ந்த வாயில்". Cl₂ வாயுவும் NaOH கரைசலும் ஒருபோதும் ஒன்றுசேர அனுமதிக்காது — அப்படிச் சேர்ந்தால் விளைபொருட்கள் வீணாகும்.
பொதுவான தவறு
அனோட்டில் வெளிவருவது Cl₂ உம், கதோட்டில் வெளிவருவது H₂ உம் ஆகும்; இவற்றை மாற்றிக் குழப்பக் கூடாது. கதோட்டில் நீரே தாழ்த்தப்படுகின்றது, Na⁺ அல்ல — ஏனெனில் Na⁺ஐ விட H₂O தாழ்த்தப்படுவது எளிது.
learn.gtdigital.tech · A/L இரசாயனவியல் · அலகு 14 கோபிரமணன் திருசெந்திவேல், MSc