Natronlauge kann durch unterschiedliche Verfahren hergestellt werden, aber nicht alle sind umweltverträglich oder wirtschaftlich. Die Herstellung von Natronlauge durch Elektrolyse von Natriumchloridlösungen erfordert eine aufwendige Reinigung der so erhaltenen Natronlauge, da diese immer noch mit Natriumchlorid verunreinigt ist. Ein anderes Verfahren, mit dem sich absolut chloridfreie Natronlauge herstellen lässt, ist das Amalgam-Verfahren, in dem Elektroden aus Quecksilber zum Einsatz kommen. Durch freigesetztes Quecksilber können jedoch erhebliche Umweltschäden hervorgerufen werden.

Ein Verfahren, bei dem sehr reine Natronlauge umweltschonend hergestellt werden kann, ist die Chloralkali-Elektrolyse durch Membrantechnik (-> Versuch). Sie ist zugleich die industriell wichtigste Anwendung der Membrantechnik und ersetzt mehr und mehr das noch derzeit dominierende Amalgamverfahren.

Beim Membranverfahren werden die Elektrodenräume durch eine Kationenaustauscher-Membran getrennt, die nur für Natrium-Ionen und Protonen durchlässig ist. Hierzu nimmt man vor allem die Nafion^(R)-Membran.

Chloralkali-Elektrolyse durch Membrantechnik

Der Kathodenraum ist mit reinem Wasser oder mit reiner, stark verdünnter Natronlauge gefüllt, die eine bessere elektrische Leitfähigkeit besitzt. Im Anodenraum befindet sich Natriumchloridlösung.
Legt man nun eine Spannung an, so wandern die Natrium-Ionen durch die Membran in den Kathodenraum. Das Wasser wird elektrolytisch zerlegt, wodurch Hydroxid-Ionen entstehen. Die Anzahl der entstehenden Hydroxid-Ionen ist gleich der Anzahl der in die Lösung gelangenden Natrium-Ionen.

Im Anodenraum erfolgt die Oxidation von Chlorid-Ionen:

Im Kathodenraum entsteht somit reine Natronlauge.

Quelle: [2]

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Literatur