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क्लोरक्षार प्रक्रिया

1890
एक पुराने जमाने की प्रयोगशाला में क्लोर-क्षार प्रक्रिया के लिए इलेक्ट्रोलाइसिस सेटअप, रासायनिक इंजीनियरिंग।

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

The chloralkali process is an industrial method for the इलेक्ट्रोलीज़ of sodium chloride (NaCl) solution, known as brine. It is the primary source for producing chlorine (Cl₂), sodium hydroxide (NaOH), and hydrogen (H₂), which are essential commodity chemicals. Modern methods use a membrane cell to separate the anode and cathode products, ensuring high purity and efficiency.

The chloralkali process is one of the largest-scale applications of इलेक्ट्रोलीज़, fundamental to the modern chemical industry. The overall reaction is [latex]2NaCl + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + Cl_2 + H_2[/latex]. The process takes place in an electrolytic cell with a brine solution as the electrolyte. At the anode, chloride ions are oxidized to form chlorine gas: [latex]2Cl^- \rightarrow Cl_2 + 2e^-[/latex]. At the cathode, water is reduced to form hydrogen gas and hydroxide ions: [latex]2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 + 2OH^-[/latex].

इस प्रक्रिया का एक महत्वपूर्ण पहलू क्लोरीन और सोडियम हाइड्रॉक्साइड जैसे उत्पादों को अलग रखना है, क्योंकि अन्यथा वे आपस में प्रतिक्रिया करके सोडियम हाइपोक्लोराइट और क्लोरेट बना लेंगे। ऐतिहासिक रूप से, यह कार्य मरकरी सेल या डायाफ्राम सेल का उपयोग करके किया जाता था, लेकिन पर्यावरणीय चिंताओं (पारा प्रदूषण) और कम दक्षता के कारण इनका उपयोग काफी हद तक बंद कर दिया गया है। आधुनिक मानक झिल्ली सेल है। यह सेल एक धनायन-विनिमय झिल्ली (आमतौर पर नेफियन जैसे परफ्लुओरिनेटेड पॉलीमर से बनी) का उपयोग करती है जो एनोड और कैथोड भागों को अलग करती है। यह झिल्ली Na⁺ जैसे धनात्मक आयनों के लिए पारगम्य है, लेकिन Cl⁻ और OH⁻ जैसे ऋणात्मक आयनों के लिए अपारगम्य है। सोडियम आयन झिल्ली के पार एनोड भाग से कैथोड भाग में स्थानांतरित होते हैं, जहां वे कैथोड पर उत्पादित हाइड्रॉक्साइड आयनों के साथ मिलकर उच्च शुद्धता वाला सोडियम हाइड्रॉक्साइड बनाते हैं।

इस तकनीक ने क्लोर-क्षार प्रक्रिया की ऊर्जा दक्षता और उत्पाद शुद्धता में उल्लेखनीय सुधार किया, साथ ही पारे से जुड़े पर्यावरणीय खतरों को भी समाप्त कर दिया। तीन प्रमुख रसायनों के सह-उत्पादन के कारण प्रक्रिया की आर्थिक स्थिति जटिल हो जाती है, क्योंकि क्लोरीन और कास्टिक सोडा (NaOH) की बाजार मांग को संतुलित करना आवश्यक है।

UNESCO Nomenclature: 3305
रासायनिक इंजीनियरिंग

Type

औद्योगिक प्रक्रिया

व्यवधान

क्रांतिकारी

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

  • हम्फ्री डेवी द्वारा खारे पानी का प्रारंभिक विद्युत अपघटन
  • बड़े पैमाने पर बिजली उत्पादन के लिए डायनेमो का आविष्कार
  • प्रारंभिक डायाफ्राम और पारा सेल प्रौद्योगिकियों का विकास
  • फैराडे के विद्युत अपघटन के नियम

आवेदन

  • पीवीसी प्लास्टिक का उत्पादन (क्लोरीन से)
  • जल शोधन और कीटाणुनाशक (क्लोरीन और सोडियम हाइपोक्लोराइट)
  • लुगदी और कागज निर्माण (ब्लीचिंग)
  • साबुन, डिटर्जेंट और वस्त्रों का उत्पादन (सोडियम हाइड्रॉक्साइड)
  • विभिन्न प्रकार के उत्पादों के लिए रासायनिक संश्लेषण

पेटेंट:

NA

संभावित नवाचार विचार

  • ओमिक प्रतिरोध और ऊर्जा उपयोग को कम करने के लिए शून्य-अंतराल सेल विन्यास
  • ऑक्सीजन द्वारा विध्रुवीकृत कैथोड हाइड्रोजन उत्पन्न करने के बजाय ऑक्सीजन का उपभोग करते हैं, जिससे सेल वोल्टेज कम हो जाता है।
  • प्रक्रिया से प्राप्त हाइड्रोजन का उपयोग करके CO2 को सीधे मेथनॉल में परिवर्तित करना।
  • उच्च चयनात्मकता और स्थायित्व वाली उन्नत आयन-विनिमय झिल्लियाँ
  • विद्युत संयंत्रों में जैव प्रदूषण की रोकथाम के लिए क्लोरीन उत्पादन हेतु समुद्री जल का विद्युत अपघटन
  • विकेंद्रीकृत जल उपचार के लिए लघु-स्तरीय, मॉड्यूलर क्लोर-क्षार संयंत्र
  • using renewable energy to power the process, creating ‘green’ chlorine and naoh
  • catalytic electrodes that reduce the अतिसंभाव्यता for chlorine evolution
संबंधित विषय: क्लोर-क्षार प्रक्रिया, विद्युत अपघटन, क्लोरीन, सोडियम हाइड्रॉक्साइड, कास्टिक सोडा, खारा पानी, झिल्ली कोशिका, औद्योगिक रसायन विज्ञान।

ऐतिहासिक संदर्भ

क्लोरक्षार प्रक्रिया

1875-01-01
1881
1884
1890
1890
1899-01-01
1900
1870
1876
1882-01-01
1886-04-23
1890
1897
1900
1900

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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