Castner–Kellner process
ಕ್ಯಾಸ್ಟ್ನರ್-ಕೆಲ್ನರ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು 1890ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಅಮೆರಿಕಾದ ಹ್ಯಾಮಿಲ್ಟನ್ ಕ್ಯಾಸ್ಟ್ನರ್ ಮತ್ತು ಆಸ್ಟ್ರಿಯಾದ ಕಾರ್ಲ್ ಕೆಲ್ನರ್ ಕಂಡುಹಿಡಿದ ಅನುಗುಣವಾದ ಕ್ಷಾರೀಯ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಜಲೀಯ ಕ್ಷಾರೀಯ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ದ್ರಾವಣದ (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸೋಡಿಯಂ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ದ್ರಾವಣ) ಮೇಲೆ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯ ಒಂದು ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ. ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯ ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಪರಿಸರ ಕಾಳಜಿಯಿಂದಾಗಿ, ಕಾಸ್ಟ್ನರ್-ಕೆಲ್ನರ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಕ್ರಮೇಣ ಮೆಂಬರೇನ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯೊಂದಿಗೆ ಬದಲಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತಿದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಸಿಂಗ್ ಉಪ್ಪುನೀರಿನ ಮೊದಲ ಪೇಟೆಂಟ್ ಅನ್ನು ಇಂಗ್ಲೆಂಡ್ನಲ್ಲಿ 1851 ರಲ್ಲಿ ಚಾರ್ಲ್ಸ್ ವ್ಯಾಟ್ಗೆ ನೀಡಲಾಯಿತು. ಉಪ್ಪುನೀರಿನ ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ರೂಪುಗೊಂಡ ಕ್ಲೋರಿನ್ ಅದರ ಇತರ ಘಟಕಗಳೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುವುದನ್ನು ತಡೆಯಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗದ ಕಾರಣ ಸೋಡಿಯಂ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಅವರ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಆರ್ಥಿಕವಾಗಿ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯವಾದ ವಿಧಾನವಾಗಿರಲಿಲ್ಲ. ಅಮೆರಿಕಾದ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಮತ್ತು ಎಂಜಿನಿಯರ್, ಹ್ಯಾಮಿಲ್ಟನ್ ಕಾಸ್ಟ್ನರ್, ಪಾದರಸ ಕೋಶದ ಆವಿಷ್ಕಾರದೊಂದಿಗೆ ಮಿಶ್ರಣದ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಿದರು ಮತ್ತು ಅವರಿಗೆ 1894 ರಲ್ಲಿ ಯು. ಎಸ್. ಪೇಟೆಂಟ್ ನೀಡಲಾಯಿತು. ಆಸ್ಟ್ರಿಯಾದ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಕಾರ್ಲ್ ಕೆಲ್ನರ್ ಸುಮಾರು ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಇದೇ ರೀತಿಯ ಪರಿಹಾರವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದರು. ಕಾನೂನು ಹೋರಾಟವನ್ನು ತಪ್ಪಿಸುವ ಸಲುವಾಗಿ ಅವರು 1895 ರಲ್ಲಿ ಪಾಲುದಾರರಾದರು, ಕ್ಯಾಸ್ಟ್ನರ್-ಕೆಲ್ನರ್ ಅಲ್ಕಾಲಿ ಕಂಪನಿಯನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸಿದರು, ಇದು ಯುರೋಪಿನಾದ್ಯಂತ ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳುವ ಘಟಕಗಳನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಿತು. ಪಾದರಸ ಕೋಶದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಇಂದಿಗೂ ಬಳಕೆಯಲ್ಲಿದೆ. ಇಂದಿನ ಪಾದರಸ ಕೋಶ ಸ್ಥಾವರದ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಗಳು ಕೆಲವು ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ ತೀವ್ರವಾದ ಪಾದರಸ ವಿಷಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುವ ಪಾದರಸದ ಪರಿಸರ ಬಿಡುಗಡೆಗಾಗಿ ಟೀಕಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ (ಜಪಾನ್ನಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸಿದಂತೆ). ಈ ಕಳವಳಗಳಿಂದಾಗಿ, ಪಾದರಸ ಕೋಶ ಸ್ಥಾವರಗಳನ್ನು ಹಂತಹಂತವಾಗಿ ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾಗುತ್ತಿದೆ ಮತ್ತು ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿರುವ ಸ್ಥಾವರಗಳಿಂದ ಪಾದರಸದ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ನಿರಂತರ ಪ್ರಯತ್ನವನ್ನು ಮಾಡಲಾಗುತ್ತಿದೆ. ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ವಿವರಗಳು ತೋರಿಸಲಾದ ಉಪಕರಣವನ್ನು ಸ್ಲೇಟ್ ಗೋಡೆಗಳಿಂದ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲಾದ ಎರಡು ರೀತಿಯ ಕೋಶಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ರೇಖಾಚಿತ್ರದ ಬಲ ಮತ್ತು ಎಡಭಾಗದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವ ಮೊದಲ ವಿಧವು ಸೋಡಿಯಂ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ದ್ರಾವಣದ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯ, ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಆನೋಡ್ (ಎ) ಮತ್ತು ಪಾದರಸದ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ (ಎಂ) ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ರೇಖಾಚಿತ್ರದ ಮಧ್ಯಭಾಗದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವ ಇತರ ರೀತಿಯ ಜೀವಕೋಶವು ಸೋಡಿಯಂ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ ದ್ರಾವಣದ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯ, ಪಾದರಸದ ಆನೋಡ್ (ಎಂ) ಮತ್ತು ಕಬ್ಬಿಣದ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ (ಡಿ) ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಎರಡು ಜೀವಕೋಶಗಳ ನಡುವೆ ಪಾದರಸದ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿದೆ. ಜೀವಕೋಶಗಳನ್ನು ಬೇರ್ಪಡಿಸುವ ಗೋಡೆಗಳು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯಗಳ ಮಟ್ಟಕ್ಕಿಂತ ಕೆಳಗಿಳಿಯುವ ಮೂಲಕ ಇದನ್ನು ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಆದರೆ ಪಾದರಸವು ಅವುಗಳ ಕೆಳಗೆ ಹರಿಯಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಆನೋಡ್ (ಎ) ನಲ್ಲಿನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ಹೀಗಿರುತ್ತದೆಃ 2Cl − →Cl2 + 2e-ಕ್ಲೋರಿನ್ ಅನಿಲವು ಹೊರಗಿನ ಜೀವಕೋಶಗಳ ಮೇಲ್ಭಾಗದಲ್ಲಿ ದ್ವಾರಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಅದನ್ನು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಉಪಉತ್ಪನ್ನವಾಗಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹೊರಗಿನ ಜೀವಕೋಶಗಳಲ್ಲಿನ ಪಾದರಸದ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ನಲ್ಲಿನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು Na + + e − → Na (ಮಿಶ್ರಣ) ಈ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ರೂಪುಗೊಂಡ ಸೋಡಿಯಂ ಲೋಹವು ಪಾದರಸದಲ್ಲಿ ಕರಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮಿಶ್ರಣವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. ಪಾದರಸವು ಹೊರಗಿನ ಜೀವಕೋಶಗಳಿಂದ ಕೇಂದ್ರ ಜೀವಕೋಶಕ್ಕೆ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ನಡೆಸುತ್ತದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ರಾಕಿಂಗ್ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವು (ಬಿ ಅನ್ನು ಎಡಭಾಗದಲ್ಲಿ ಫುಲ್ಕ್ರಮ್ನಿಂದ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಬಲಭಾಗದಲ್ಲಿ ವಿಕೇಂದ್ರೀಯವಾಗಿ ತಿರುಗುತ್ತದೆ) ಕರಗಿದ ಸೋಡಿಯಂ ಲೋಹವನ್ನು ಹೊರಗಿನ ಕೋಶಗಳಿಂದ ಕೇಂದ್ರ ಕೋಶಕ್ಕೆ ಸಾಗಿಸಲು ಪಾದರಸವನ್ನು ಪ್ರಚೋದಿಸುತ್ತದೆ. ಕೇಂದ್ರ ಕೋಶದಲ್ಲಿನ ಆನೋಡ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ಪಾದರಸ ಮತ್ತು ಸೋಡಿಯಂ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ ದ್ರಾವಣದ ನಡುವಿನ ಅಂತರಸಂಪರ್ಕದಲ್ಲಿ ನಡೆಯುತ್ತದೆ. 2Na (ಮಿಶ್ರಣ) → 2Na + + 2e-ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಕೇಂದ್ರ ಕೋಶದ ಕಬ್ಬಿಣದ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ (D) ನಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು 2H2O + 2e − → 2OH − + H2 ಆಗಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಮುಂದುವರೆದಂತೆ, ಕೆಲವು ಸೋಡಿಯಂ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ ದ್ರಾವಣವನ್ನು ಕೇಂದ್ರ ಕೋಶದಿಂದ ಹೊರಸೂಸುವ ಉತ್ಪನ್ನವಾಗಿ ಹಿಂತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅದನ್ನು ನೀರಿನಿಂದ ಬದಲಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದನಗೊಂಡದ್ದನ್ನು ಬದಲಿಸಲು ಹೊರಗಿನ ಜೀವಕೋಶಗಳಿಗೆ ಸೋಡಿಯಂ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ಅನ್ನು ಸೇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಕಾಸ್ಟ್ನರ್ ಮೆಡಲ್ ಕ್ಲೋರಾಲ್ಕಲಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಬಾಹ್ಯ ಕೊಂಡಿಗಳು ಕ್ಲೋರಿನ್-ಕ್ಷಾರ ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಕ್ಲೋರಿನ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಪಾದರಸ ಕೋಶದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುವ ಅನಿಮೇಷನ್-ಐ. ಯು. ಪಿ. ಎ. ಸಿ. ಈಗ ಆರೋಗ್ಯ ಸಮಸ್ಯೆಯಾಗಿದೆ ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಕೈಗಾರಿಕಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆ