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氯氣和燒堿電解氯化鈉水溶液(食鹽水)孿生產(chǎn)物其化學方程式下：
2NaCl+2H2O→2NaOH+Cl2↑+H2↑
(1)
該電解反應需要電能跟電解過程電流密度、外加電壓、電極材料和電解槽結(jié)構(gòu)有關．
總電解化學反應由下列兩電化學反應組成：
陽極2Cl-→Cl2+2e-
(2)
陰極2H2O+2e-→H2+2OH-
(3)
根據(jù)法拉第電解定律每通入1法拉第=96447C(A·s)電量產(chǎn)生克當量電解產(chǎn)物．按照關系式算出生產(chǎn)每噸氯或堿低耗電量千瓦小時(KAH)
=60kA·h/t
按照Cl2和NaOH產(chǎn)生方式氯堿電解槽分三種類型：(1)隔膜電解槽(2)水銀電解槽(3)離子交換膜電解槽．
、隔膜電解槽
隔膜電解槽圖解原理圖所示電解時氯氣照方程式(2)陽極發(fā)生工業(yè)生產(chǎn)上陽極釕基或鉑/銥基涂刷鈦板上制成稱金屬陽極．陽極產(chǎn)生氯氣首先溶解電解液直至飽和呈氣泡放出．由于氯溶解度溫變函數(shù)所電解般較高溫度(95～100℃)下進行減少氯溶解度并增加溶液電導．伴隨著氯氣產(chǎn)生陽極能發(fā)生兩副反應陽極上H2O放電而產(chǎn)生O2方程式(4)所示另OCl-離子電化學氧化而生成氯酸鹽方程式(5)所示．
2H2O→O2+4H++4e- (4)
上列反應O2析出跟陰極材料和介質(zhì)pH有關
采用石墨作陽極由于產(chǎn)生了C→CO2反應而導致陽極材料消耗
C+2H2O→CO2+2H2
電解質(zhì)通過隔膜從陽極區(qū)滲入陰極區(qū)通常采用石棉或氟高聚物改性石棉隔膜采用真空吸附方法沉積多孔陰極上(編網(wǎng)或多孔鋼板)．陰極區(qū)水分子放電產(chǎn)生H2和NaOH其NaOH部分地回遷移至陽極區(qū)跟溶解里面氯起反應而產(chǎn)生氯酸鹽．方程式(7)(8)和(9)所示．
Cl2+OH-→HOCl+Cl- (7)
HOCl+OH-H2O+OCl- (8)
2HOCl+OCl-→ClO3-+2H++2Cl- (9)
上列副反應產(chǎn)生影響電解電流效率．陰極流出液般會有12％NaOH和15%NaCl．
此類現(xiàn)已逐漸被淘汰
二、離子交換膜電解槽
離子交換膜電解槽圖解示意圖圖二所示．類型電解槽通常采用離子交換膜作隔膜．其種常用離子交換膜叫做Naflon系全氟碳共聚物由美國杜邦公司制造．
電解用純鹽水采用離子交換方法制備其所含Ca2+和Mg2+少于0.1ppm該鹽水送入陽極室無離子水送入陰極室陽極區(qū)Na+被離子交換膜交換陰極區(qū)跟陰極區(qū)OH-形成NaOH交換膜能阻止Cl2遷移因而能生成高純度NaOH其濃度達50%上從而免去燒堿蒸發(fā)工段．
三、汞電解槽
隔膜電解槽和離子交換膜電解槽其陽極液和陰極液分離分別地采用隔膜或離子交換膜而汞電解槽無隔膜．其圖解示意圖圖三所示：陰極本身達分離目．Cl2陽極產(chǎn)生而Na+陰極放電形成鈉汞齊經(jīng)第二電槽與水反應生成H2和Hg
2NaHg+2H2O→2NaOH+H2+Hg
所產(chǎn)生汞經(jīng)回收循環(huán)使用．由于汞嚴重地污染環(huán)境此類電解槽已被逐漸淘汰．