膜电池技术

离子交换膜由仅允许正离子通过的聚合物制成。 

这意味着只有来自氯化钠溶液的钠离子可以穿过膜，而不是氯离子。 

这样做的好处是：在右侧隔室中形成的氢氧化钠溶液不会被任何氯化钠溶液污染。所使用的氯化钠溶液必须是纯净的。如果含有任何其他金属离子，它们也会穿过膜，并因此污染氢氧化钠溶液。

氢在阴极产生 :

2H+(aq) + 2e- → H2(g)

氢氧化钠在阴极产生 :

Na+(aq) + OH-(aq) → NaOH(aq)

氯在阳极生成 :

2Cl-(aq) - 2e- → Cl2(g)

由于反应，它会被一些氧气污染 :

4OH-(aq) - 4e- → 2H2O(l) + O2(g)

向水中加入氯使盐酸（HCl）和次氯酸（HOCl）：

Cl2(g) + H2O ⇌ HOCl(aq) + HCl(aq)

Cl2(g) + 4 OH− ⇌ 2 ClO-(aq) + 2 H2O(l) + 2 e−

Cl2(g) + 2 e− ⇌ 2 Cl-(aq)
 

pH值可以指示存在于水溶液中的游离氯物质的种类。 

在5-6的pH下，氯物质几乎是100％次氯酸（HOCl）；

pH值降至5以下时，它开始转化为Cl2（氯气）；

高于6的pH值时，它开始转变为次氯酸根离子（OCl-）。 

“ 次氯酸是一种弱酸（pKa约为7.5），意味着它轻微地解离氢和次氯酸根离子，如方程式所示：HOCl ⇌ H+ + OCl- “

在pH 6.5和8.5之间，这种解离是不完全的，并且HOCl和OCl-物质都存在一定程度。 

低于6.5的pH值时，不发生HOCl的解离；

高于8.5的pH时，完全解离成OCl-。

由于HOCl的杀菌效果远高于OCl-，所以优选在较低pH下氯化。次氯酸（HOCl）的杀菌效率远高于次氯酸根离子（OCl-）的杀菌效率。 

如上所述，HOCl和OCl-之间的氯物质的分布由pH决定。

因为HOCl在低pH下占优势，所以氯化在低pH下提供更有效的消毒。在高pH值时，OCl占主导地位，导致消毒效率降低。