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Il processo richiede un alto consumo energetico e produce soda caustica e cloro in uguale ammontare di [[moli]]. Ciò ha reso necessaria la ricerca di nuovi impieghi il cloro che ha una minore domanda. In origine esso veniva liberato nell'atmosfera, successivamente come acido cloridrico nelle acque, con effetti inquinanti.
:2=MERDA NaCl + 2 H<sub>2</sub>O → Cl<sub>2</sub> + H<sub>2</sub> + 2 NaOH ▼== Processo ==
Attualmente la produzione di soda e cloro gassoso viene effettuata attraverso tre differenti metodi: il sistema a [[membrana semipermeabile]] e il metodo della [[cella a diaframma]]. Il terzo, è più antico metodo, è quello della [[cella a catodo di mercurio]], che risulta dannoso per l'ambiente a causa delle problematiche di smaltimento dei reflui (solidi, liquidi e gassosi) contaminati dal mercurio. Anche il cloro e la soda prodotti col metodo a cella di mercurio sono contaminati da tracce di mercurio. Il sistema a membrana semipermeabile e a diaframma non implicano l'utilizzo di mercurio.
Nel processo a diaframma in passato sono stati utilizzati diaframmi in asbesto, recentemente sono stati sostituiti con materiali non dannosi per la salute umana.
=== Cella a membrana ===
Il metodo più moderno per la produzione di cloro e soda caustica è quello dell'elettrolisi di cloruro di sodio/potassio in soluzione acquosa all'interno di una cella a membrana, costituita da due camere (comparto anodico e comparto catodico) tenute separate da una membrana semipermeabile.
La salamoia concentrata di cloruro di sodio viene introdotta nella prima camera (comparto anodico) della cella, dove gli ioni cloruro si ossidano a cloro molecolare sull'anodo.
:2 Cl<sup>-</sup> → Cl<sub>2</sub> + 2 e<sup>-</sup>
Dal comparto anodico fuoriesce anche la cosiddetta ''salmoia depletta'' impoverita del cloruro reagito all'anodo e dal sodio migrato nel comparto catodico.
Ogni coppia di elettrodi costituisce una cella elementare.
Si dovrebbe considerare anche l'ossidazione dell'ossigeno acquoso a ossigeno gassoso.
Ma la concentrazione degli ossidrili (OH-) è così bassa nelle condizioni di pH delle dcelle elettrochimiche (circa 4-5) che la reazione è ridotta al minimo.
Purttuttavia una percentuale di 1-2 % di ossigeno (senza acidificazione supplementare) viene prodotta e costituisce un inquinante per il cloro gas.
:H<sub>2</sub>O + e<sup>-</sup> → ½ H<sub>2</sub> + OH<sup>-</sup>
Nel comparto catodico viene alimentata soda diluita, l'H+ presente dalla dissociazione dell'acqua si riduce ad idrogeno gassoso rilasciando in soluzione ioni ossidrili:
:H<sub>2</sub>O + e<sup>-</sup> → ½ H<sub>2</sub> + OH<sup>-</sup>
Dal comparto esce quindi la soluzione di soda caustica più concentrata rispetto quella alimentata.
Analogamente all'ossidazione, si dovrebbe considerare anche la riduzione dello ione sodio a sodio elementare, ma avendo questa coppia un potenziale standard minore di quello della coppia acqua/idrogeno gassoso, tale scarica non avviene.
La membrana semipermeabile permette agli ioni sodio di passare dal comparto anodico al comparto catodico mentra impedisce il passagio degli ioni ossidrili dal comparto catodico al comparto anodico.
Gli ioni sodio nel comparto anodico in soluzione con gli ossidrili permettono la produzione di soda caustica (NaOH). La reazione globale dell'elettrolisi del cloruro di sodio è:
▲:2 NaCl + 2 H<sub>2</sub>O → Cl<sub>2</sub> + H<sub>2</sub> + 2 NaOH
:Cl<sub>2</sub> + 2 OH<sup>-</sup> → Cl<sup>-</sup> + ClO<sup>-</sup> + H<sub>2</sub>O
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