Tijdens de elektrolyse van geconcentreerde waterige natriumchloride (NaCl)-oplossing komt chloorgas (Cl2) vrij aan de anode in plaats van zuurstof (O2) als gevolg van verschillende factoren:

1. Chloride-ionconcentratie :De concentratie chloride-ionen (Cl-) in een geconcentreerde NaCl-oplossing is aanzienlijk hoger in vergelijking met andere ionen, zoals hydroxide-ionen (OH-) of watermoleculen (H2O). Als gevolg hiervan is de kans groter dat chloride-ionen worden geoxideerd en chloorgas vormen aan de anode.

2. Oxidatiepotentieel :Het oxidatiepotentieel van chloride-ionen (Cl- naar Cl2) is lager dan dat van hydroxide-ionen (OH- naar O2) en watermoleculen (H2O naar O2). Dit betekent dat er minder energie nodig is om chloride-ionen te oxideren en chloorgas te produceren.

De standaard oxidatiepotentialen bij 25°C zijn:

- Cl- → Cl2 (g) + 2 e- E° =1,36 V

- 2 H2O (l) → O2 (g) + 4 H+ (aq) + 4 e- E° =1,23 V

Daarom worden onder dezelfde omstandigheden chloride-ionen bij voorkeur geoxideerd, wat leidt tot de vorming van chloorgas aan de anode.

3. Concurrerende reacties :Bij de elektrolyse van water is de zuurstofontwikkeling uit watermoleculen (2H2O → O2 + 4H+ + 4e-) een concurrerende reactie op de oxidatie van chloride-ionen. De aanwezigheid van geconcentreerde chloride-ionen verschuift echter het evenwicht in de richting van chloorontwikkeling vanwege de hogere concentratie van chloride-ionen en hun lagere oxidatiepotentieel.

Samenvattend resulteert de combinatie van een hoge concentratie chloride-ionen, een lager oxidatiepotentieel voor chloride-oxidatie en de aanwezigheid van concurrerende reacties van watermoleculen in het vrijkomen van chloorgas in plaats van zuurstof aan de anode tijdens de elektrolyse van geconcentreerd waterig natrium. chloride-oplossing.