Электролиз растворов хлористого натрия в ваннах с ртутным катодом и графитовым анодом дает возможность получать более концентрированные продукты, чем в ваннах с диафрагмой.
При пропускании через раствор хлористого натрия постоянного электрического тока на графитовом аноде происходит разряд ионов хлора с последующим выделением газообразного хлора
2Сl –2е → Сl2
На ртутном катоде выделение водорода происходит с большим перенапряжением. Если на железном катоде потенциал выделения водорода из нейтрального раствора равен 0.415 в, то на ртутном катоде он составляет 1.7-1.85 в. Натрий же на ртути выделяется с большим эффектом деполяризации, обусловленным образованием амальгамы натрия, растворяющейся в избытке ртути. Благодаря этому потенциал разряда натрия на ртутном катоде оказывается ниже равновесного, а именно 1.2 в, в то время как его равновесный потенциал равен 2.71 в. Таким образом, на ртутном катоде протекают следующие реакции
Nа+ + е → Νа, Νа + nНg = NаНgn
и водород практически не выделяется. Электролиз в ванне с ртутным электродом протекает в среднем при напряжении 4.3 –4.4 в.
Во всех случаях, когда требуется чистая щелочь, предпочтение отдают ваннам с ртутным катодом. Щелочь, получаемая при электролизе в виде растворов, подвергается концентрированию в выпарных аппаратах. Щелочь из диафрагменных ванн содержит до 130 г/л едкого натра и 180 г/л хлористого натрия. Практически после упарки и плавки получают щелочь, содержащую 92-94% NаОН и 2-3% NаСl.
Водород без предварительной обработки передается потребителю. Хлор насыщен водяными парами. Сушка хлора производится в две ступени: вначале его охлаждают до 200С для конденсации из него влаги, а затем для окончательной сушки подают в башни с насадкой, орошаемые купоросным маслом. Сухой хлор перекачивается потребителям.
На ряде предприятий производят сжижение хлора. Хлор сжижают тремя методами: при давлении 10 –12 ат и комнатной температуре; атмосферном давлении и низкой температурой – 500С; давлении 3-6 ат и температуре от –5 до – 250С. Жидкий хлор заливают в стальные баллоны или цистерны и отправляют потребителям.