ประโยชน์เซลล์ อิเล็กโทรไลต์

ใบความรู้ เรื่อง ประโยชน์ของเซลล์อิเล็กโทรไลต์

            เซลล์อิเล็กโทรไลต์ เป็นเซลล์ที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานเคมี  ซึ่งสามารถอาศัยหลักการนี้มาประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ ได้  เช่น  การชุบโลหะ  การทำโลหะให้บริสุทธิ์  การถลุงแยกแร่  การแยกสารละลายเกลือด้วยกระแสไฟฟ้า

            1.  การชุบโลหะด้วยไฟฟ้า (Electroplating) คือ  กระบวนการอิเล็กโทรลิซิสอย่างหนึ่งที่อาศัยพลังงานไฟฟ้าทำให้ไอออนของโลหะชนิดหนึ่ง กลายเป็นโลหะเคลือบ หรือ เกาะบนโลหะอีกชนิดหนึ่ง  ซึ่งโดยหลักการนี้สามารถนำไปใช้ประโยชน์ในด้านต่าง ๆ เช่น  การป้องกันการผุกร่อนของโลหะบางชนิด  การทำให้โลหะมีความสวยงามและคงทน   ฯลฯ   

            หลักทั่วไปในการชุบโลหะด้วยไฟฟ้า

1. จัดชิ้นงานที่จะชุบต่อเข้ากับขั้วแคโทด  (ขั้วลบ)

2. ต้องการชุบด้วยโลหะใด  ให้ใช้โลหะนั้นเป็นแอโนด  (ขั้วบวก)

3. สารละลายอิเล็กโทรไลต์ต้องมีไอออนของโลหะที่ใช้เป็นขั้วแอโนด 

4. ต้องใช้ไฟฟ้ากระแสตรง  และการกำหนดศักย์ไฟฟ้าที่เหมาะสมก็จะทำให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่สวยงาม

            เช่น  ต้องการชุบสร้อยเงินให้เป็นสร้อยทอง  นำสร้อยเงินต่อเข้ากับขั้วแคโทด  และใช้โลหะทองคำ ต่อเข้ากับขั้วแอโนด  โดยใช้สารละลายที่มีไอออนของทอง เช่น Au⁺ ,Au³⁺ เป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์  แล้วต่อเข้ากับแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง ปรับค่าศักย์ไฟฟ้าให้เหมาะสม จะได้สร้อยทองคำที่ทำจาก โลหะเงิน

ตัวอย่างการชุบชิ้นงานทองแดงโดยใช้ไฟฟ้ากระแสตรง

รูปที่  1  แสดงการชุบชิ้นงานด้วยทองแดงโดยใช้ไฟฟ้ากระแสตรง

            จากภาพอธิบายได้ว่า

1. ต่อโลหะทองแดง  (Cu ) เข้ากับขั้วแอโนด หรือขั้วบวก

2. ต่อชิ้นงานที่จะเคลือบเข้ากับขั้วแคโทด หรือขั้วลบของแบตเตอรี

3. ใช้สารละลาย  Cu²⁺  เป็นสารละลายอิเล็กโทรไลต์  เช่น  CuSO₄(aq)

4. ผ่านไฟฟ้ากระแสตรงที่มีศักย์ไฟฟ้าที่เหมาะสมลงไป

            เมื่อผ่านไฟฟ้ากระแสตรงลงไปในเซลล์ ดังรูป  จะพบว่า  อิเล็กตรอนจากแบตเตอรีจะเคลื่อนลงไปสู่ขั้วแคโทด ทำให้ขั้วนี้มีปริมาณของอิเล็กตรอนมาก  และ Cu²⁺ ซึ่งเป็นไอออนบวกก็จะเคลื่อนที่เข้ามารับอิเล็กตรอน  เกิดปฏิกิริยารีดักชัน  กลายเป็น โลหะทองแดง เคลือบอยู่บนชิ้นงาน  ขณะเดียวกันที่ขั้วแอโนดซึ่งมีโลหะทองแดงต่ออยู่ก็จะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันได้  Cu²⁺  ลงสู่สารละลายเพื่อชดเชยกับ  Cu²⁺  ที่ลดลง ทำให้ความเข้มขันของสารละลายอิเล็กโทรไลต์คงที่  และอิเล็กตรอนที่ขั้วแอโนดไหลเข้าไปที่ขั้วบวก(แคโทด) ของแบตเตอรี ทำให้กระแสไฟฟ้าครบวงจร  ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นที่ขั้วแอโนด และแคโทด เป็นดังนี้

            ที่ขั้วแอโนด ;  Cu (s)  ®  Cu²⁺  (aq)  +  2e^-

            ที่ขั้วแคโทด  ;  Cu²⁺ (aq)  +  2e^-  ®  Cu (s)

            การชุบโลหะให้ผิวเรียบและสวยงามนั้นขั้นอยู่กับปัจจัยต่อไปนี้

1. สารละลายอิเล็กโทรไลต์ต้องมีความเข้มข้นที่เหมาะสม

2. กระแสไฟฟ้าที่ใช้ต้องปรับค่าความต่างศักย์ให้เหมาะสมกับชนิดและขนาดของชิ้นโลหะที่ต้องชุบ

3. โลหะที่ใช้เป็นแอโนดต้องบริสุทธิ์  และถ้าไม่บริสุทธิ์ต้องใช้สารบางชนิดเติมลงไปเพื่อทำ

ปฏิกิริยา กับสารที่เป็นมลทินไม่ให้มาเกาะบนผิวโลหะที่นำมาชุบ  เช่น    ในทางอุตสาหกรรมจะใส่สารประกอบไซยาไนด์เพื่อให้ทำปฏิกิริยากับโลหะที่เป็นมลทิน โดยจะ เกิดสารประกอบเชิงซ้อน จึงไม่มารบกวนหรือเกาะบนโลหะที่ต้องการชุบ

4. ไม่ควรชุบนานเกินไป  ควรชุบเพียง  2 -3  นาทีเท่านั้น 

ตารางที่  1  การชุบโลหะด้วยไฟฟ้า

โลหะที่ต้องการชุบ	แอโนด	สารละลายอิเล็กโทรไลต์	การนำไปใช้
Cu	Cu	20% CuSO4 , 7% H2SO4	การชุบโลหะเพื่อความสวยงาม
Ag	Ag	4% AgCN ,  4% KCN , 4% K2CO3	ภาชนะต่าง ๆ ที่ใช้กับโต๊ะอาหาร  เครื่องเพชร  พลอย
Au	Cu , C , Ni -Cr	3% AuCN ,  19 % KCN  , K2HPO4  สารละลายบัฟเฟอร์	เครื่องเพชรพลอย
Cr	Pb	25 % CrO3 , 0.25% H2SO4 , 30% NiSO4  ,  2% NiCl2  ,  1% H3BO3	ส่วนต่าง ๆ ในเครื่องยนต์
Ni	Ni	30 % NiSO4  ,  2% NiCl2 , 1% H3BO3	แผ่นพื้นฐานโลหะ
Zn	Zn	4% Zn(CN)2  ,  5% NaCN  ,  8% NaOH  ,  5% Na2CO3	สังกะสีมุงหลังคา
Sn	Sn	8% H2SO4  ,  7% SnSO4	กระป๋องเคลือบดีบุก

            จากตารางที่  1  จะพบว่าในกระบวนการชุบโลหะด้วยไฟฟ้า  จะมี  CN^-  อยู่ในสารละลาย                 อิเล็กโทรไลต์ทั้งนี้เพื่อใช้ทำปฏิกิริยากับไอออนของโลหะเกิดเป็นสารประกอบเชิงซ้อน  ทำให้ความเข้มข้นของโลหะไอออนลดลง  เป็นการป้องกันไม่ให้ไอออนบวกของโลหะเกิดเป็นโลหะเคลือบผิวสารที่ต้องการเร็วเกินไป  ซึ่งจะทำให้โลหะเคลือบได้หยาบไม่เรียบ  หลุดง่าย 

           

            2.  การทำโลหะให้บริสุทธิ์ด้วยไฟฟ้า  (Electrorefining)

            การทำโลหะให้บริสุทธิ์  เป็นขั้นตอนหนึ่งในกระบวนการถลุงแร่  โดยทั่วไป  โลหะที่ถลุงได้จากแร่มักจะมีมลทินปนอยู่เล็กน้อย  เพื่อทำให้โลหะนี้บริสุทธิ์มากขึ้นจะใช้กรบวนการอิเล็กโทรลิซิส ที่เรียกว่า Electrorefining    ซึ่งมีหลักการดังนี้

1. นำโลหะที่จะทำให้บริสุทธิ์ต่อเข้ากับขั้วแอโนด (ขั้วบวก)

2. ใช้โลหะบริสุทธิ์อีกแท่งหนึ่งต่อเข้ากับขั้วแคโทด (ขั้วลบ)

3. ในสารละลายอิเล็กโตรไลต์ต้องมีไอออนบวกของโลหะที่ต้องการทำให้บริสุทธิ์ประกอบอยู่ด้วย

4. ต่อเข้ากับแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง  และจัดให้มีศักย์ไฟฟ้าของเซลล์ที่เหมาะสม

            ตัวอย่างการทำโลหะทองแดงที่ได้จากการถลุงแร่คาลโคไพไรด์ (CuFeS₂)  ให้บริสุทธิ์ด้วยไฟฟ้า

รูปที่  2  การทำโลหะทองแดงให้บริสุทธิ์ด้วยวิธีการอิเล็กโทรลิซิส

            การถลุงแร่ทองแดงชื่อว่า  คาลโคไพไรด์ (CuFeS₂) จะได้โลหะทองแดงที่บริสุทธิ์  99 %  เท่านั้น ถ้าต้องการทำให้บริสุทธิ์ขึ้นอีกต้องนำโลหะทองแดงที่ได้นี้ไปผ่านกระบวนการอิเล็กโทรลิซิส  แยกมลทินในทองแดงออก

            มลทินที่พบในโลหะทองแดงมี  2  ชนิด  คือ

1. โลหะที่ถูกออกซิไดส์ง่าย  (พวกนี้มีค่า  E⁰  ต่ำ ) เช่น  Zn  ,  Fe

2. โลหะที่ถูกออกซิไดซ์ยาก   (พวกนี้มีค่า  E⁰  สูง ) เช่น  Pt   , Au  ,  Ag

            การจัดเครื่องมือดังรูป  2  ต่อ  Cu  ที่ไม่บริสุทธิ์เข้ากับขั้วแอโนด  และ  Cu  บริสุทธิ์เข้ากับขั้วแคโทด   จุ่มขั้วทั้งสองในสารละลายอิเล็กโทรไลต์  CuSO₄   ผสมกับ  H₂SO₄  แล้วต่อให้ครบวงจรกับ     แบตเตอรี่ ผ่านไฟฟ้ากระแสตรงที่มีศักย์พอเหมาะลงไป  จะพบว่าเกิดปฏิกิริยาขั้นที่ขั้วแอโนด  และแคโทดดังนี้

            ขั้วแคโทด ;   Cu²⁺ (aq)  +  2e^-   ®  Cu (s)

            ขั้วแอโนด ;    เป็นขั้วที่ต่อกับ  Cu  ไม่บริสุทธิ์ จะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันขึ้น  โดยโลหะ  Cu  และพวกที่เป็นมลทิน  เช่น  Zn  ,  Fe  (มีค่า  E⁰  ต่ำ )  จะให้อิเล็กตรอนและเกิดเป็นไอออนบวก คือ  Cu²⁺  ,  Zn²⁺  ,  และ Fe²⁺    ส่วนพวกมลทินที่มี  E⁰  สูง  เช่น  Ag  ,  Pt  ,  Au   จะให้อิเล็กตรอนยาก  จะตกเป็นตะกอนลงที่แอโนด  เรียกตะกอนของโลหะพวกนี้ว่า  Anode  mud 

                        Cu (s)  ®  Cu²⁺ (aq)  +  2e^-

                        Zn (s)  ®  Zn²⁺ (aq)  +  2e^-

                        Fe (s)  ®  Fe²⁺ (aq)  +  2e^-

            ไอออนบวกของโลหะที่เกิดจากแอโนดในสารละลาย  คือ  Zn²⁺ (E⁰  =  -0.76 V)  ,  Fe²⁺ (E⁰  =  -0.41 V)ซึ่งมีค่า  E⁰  ต่ำกว่า  Cu²⁺  (E⁰  =  +0.34 V)  ดังนั้นจึงพบว่า  Cu²⁺  จะเข้าไปรับอิเล็กตรอนและเกิดปฏิกิริยารีดักชันเป็นโลหะ  Cu  ที่แคโทดได้ดีกว่า  Zn²⁺  ,  และ  Fe²⁺  ซึ่งรับอิเล็กตรอนยากกว่าและมีโอกาสเกิดเป็นโลหะที่แคโทดได้น้อย  จึงทำให้โลหะทองแดงที่แยกได้ที่ขั้วแคโทด  มีความบริสุทธิ์  99.95 % 

            H₂SO₄  ที่เติมลงไปจะมีหน้าที่ไปกัดกร่อนให้  Cu  ,  Zn  และ  Fe  เสียอิเล็กตรอนเกิดเป็นไอออนเร็วและง่ายขึ้น

รูปที่  3  แสดงเซลล์อิเล็กโทรไลต์ที่ใช้สำหรับการทำโลหะทองแดงให้บริสุทธิ์ในอุตสาหกรรม

                        ก.  ก่อนการเกิดอิเล็กโทนลิซิส

                        ข.  หลังการเกิดอิเล็กโทรลิซิส

                        ค. เซลล์อิเล็กโทรไลต์ในอุตสาหกรรมสำหรับการทำโลหะทองแดงให้บริสุทธิ์ด้วยไฟฟ้า

3.  การทำอิเล็กโทรลิซิสในการผลิตโลหะ

            ก.  การผลิตโลหะอลูมิเนียมปี ค.ศ.  1886  Charles  Martin    เป็นนักศึกษาที่วิทยาลัย  Oberlin  ใน  Ohio  ประเทศสหรัฐฯ  ได้ประดิษฐ์ เครื่องมือเพื่อใช้ในการทำอิเล็กโทรลิซิสสำหรับผลิตอะลูมิเนียม  และในขณะเดียวกัน  Paul  Heroult  ที่ประเทศฝรั่งเศสก็ค้นพบวิธีการที่ทันสมัยในการผลิตอะลูมิเนียมด้วยการอิเล็กโทรลิซิสในห้องปฏิบัติการที่ปารีส

            ขั้นตอนการผลิตโลหะอลูมิเนียมสามารถสรุปได้ดังนี้

            1.  กระบวนการทำแร่บอกไซด์ให้บริสุทธิ์  เรียก  กระบวนการเบเยอร์   โดยใช้แร่บอกไซด์  (Al₂O₃)  ที่มีมลทินปน คือ  Fe₂O₃  และ  TiO₂  จึงต้องแยกมลทินออกก่อน  และเนื่องจาก  Al₂O₃  เป็นสารแอมเฟอเทอริก  (เป็นกรดและเบส)  จึงนำแร่บอกไซด์ที่มีมลทินอยู่ด้วยไปละลายในสารละลาย  NaOH  จะพบว่า  Al₂O₃  ละลายใน  NaOH  แต่มลทินเป็นออกไซด์ที่มีสมบัติเป็นเบส  ไม่ละลายใน  NaOH  แล้วกรองตะกอนที่เป็นมลทินออก ดังนี้

                        Al₂O₃  (s)  +  2OH^- (aq) +  3H₂O(l)    ®   2[Al(OH)₄]^-  (aq)

                        สารละลายที่ได้เจือจางด้วยน้ำแล้วเติมกรดให้เกิด  Al(OH)₃  ตกตะกอนดังนี้

                        [Al(OH)₄]^-  (aq)  +  H₃O⁺ (aq)  ® Al(OH)₃  (s)  +  3H₂O(l)

                        กรองตะกอน  Al(OH)₃  เผาจะได้   Al₂O₃  บริสุทธิ์  คือ

                        2 Al(OH)₃  (s)   Al₂O₃ (s)  +  3H₂O (g)

            2.  กระบวนการผลิต  Al  จากแร่บอกไซด์(Al₂O₃ )  เรียกว่าการถลุง  Al  จากแร่บอกไซด์  หรือ  Hall - Heroult  Process    Al₂O₃  มีจุดหลอมเหลวสูงมาก  (2020  ⁰C)  และ  Al₂O₃  หลอมเหลวจะนำ  ไฟฟ้าน้อย  การอิเล็กโทรลิซิส  Al₂O₃  หลอมเหลวจึงไม่เกิดขึ้น  ดังนั้นจึงละลาย  Al₂O₃  15%  โดยมวลในสินแร่ไครโอไลต์  (Na₃AlF₆)  เหลวที่อุณหภูมิประมาณ  1000  ⁰C  จะได้สารละลายที่นำไฟฟ้าได้ดี  จากนั้นก็นำสารละลาย  Al₂O₃  ในแร่ไครโอไลต์เหลวไปแยกด้วยไฟฟ้าในเซลล์อิเล็กโทรไลต์  ที่อุณหภูมิ  950 ⁰C  (ซึ่งต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของ  Al₂O₃  )  ได้โลหะ  Al  ที่มีความบริสุทธิ์  99.0 - 99.8  %   ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นที่ขั้วไฟฟ้าแอโนด และแคโทดเป็นดังนี้

                        ที่แคโทด ;   Al³⁺  +  3e^-  ®  Al (s)

                        ที่แอโนด  ;  2O^2-   ®  O₂ (g)  +  4e^-

                        ปฏิกิริยาสุทธิ  ;  4Al³⁺   +  6O^2-   ®  4Al (l)  +  3O₂ (g)

รูปที่  4  เซลล์อิเล็กโทรไลต์สำหรับผลิตอะลูมิเนียม ใช้ขั้วแกร์ไฟต์(C) ด้วยสารละลาย Al₂O₃ ในแร่ไคโอไลต์

            เนื่องจากการผลิต  Al  โดยการอิเล็กโทรลิซิส  ต้องใช้พลังงานสูงมากประมาณ  15,000  KWh  ต่อ  Al  1  ตัน  จึงมีค่าใช้จ่ายสูง  ดังนั้นจึงนิยมนำโลหะอะลูมิเนียมที่ใช้แล้วกลับมาใช้ใหม่มากกว่าที่จะใช้วิธีการอิเล็กโทรลิซิสจากแร่บอกไซด์

            ข.  การผลิตโลหะแมกนีเซียม

            โลหะแมกนีเซียม  เป็นโลหะที่มีน้ำหนักเบา  มีความหนาแน่นต่ำ  (1.74  g/cm³ )  แข็งแรงทนทาน  ใช้ประโยชน์ในการทำโลหะผสม  เช่น  ผสมกับโลหะอะลูมิเนียมสำหรับทำปีกเครื่องบิน  ใช้ทำไส้หลอด ไฟแฟลชเพื่อใช้ในการถ่ายรูป

            แหล่งที่พบโลหะแมกนีเซียม  เกิดจากแร่คาร์บอเนต  และเกลือในน้ำทะเล  โดยในน้ำทะเลพบว่ามี  Mg  อยู่  0.13%

            ขั้นตอนการผลิตโลหะแมกนีเซียม

           

รูปที่  5  แผนภาพแสดงขั้นตอนต่าง ๆ ในอุตสาหกรรมการผลิตแมกนีเซียมจาก  Mg²⁺  ไอออนจากน้ำทะเล

            เมื่อนำน้ำทะเลมาเติมเบส (Ca(OH)₂ )  จะพบว่า  Mg²⁺  ในน้ำทะเลจะตกตะกอนอยู่ในรูป  Mg(OH)­₂  ดังนี้

                        Ca(OH)₂ (s)   +  Mg²⁺ (aq)  ®  Ca²⁺ (aq)  +  Mg(OH)₂   (s)

            แล้วล้างตะกอน Mg(OH)₂   (s)  ออกนำไปทำปฏิกิริยาสะเทินกับกรด  HCl  จากนั้นระเหยน้ำออกจะได้ของแห้ง  MgCl₂   ทำให้  MgCl₂  หลอมเหลวแล้วผ่านไฟฟ้ากระแสตรงลงไปในเซลล์ ภายใต้บรรยากาศของก๊าซเฉื่อยจะได้  Mg  เหลวออกมา  พร้อมกับก๊าซ  Cl₂  ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเป็นดังนี้

                        Mg(OH)₂   (s) + 2[ H⁺ (aq) +  Cl^- (aq) ]  ®  Mg²⁺ (aq) + 2Cl^- (aq)  +  2H₂O

                        Mg²⁺ (aq) + 2Cl^- (aq)  +  2H₂O   MgCl₂ (s)

                                    MgCl₂ (s)  MgCl₂ (l)

                                    MgCl₂ (l)  Mg (s)    + Cl₂ (g)  

รูปที่  6  เซลล์อิเล็กโทรไลต์สำหรับการแยก  MgCl₂  ที่หลอมเหลวด้วยไฟฟ้า  โลหะ  Mg  จะเกิดที่แคโทดลอยอยู่บน  MgCl₂  ที่เหลว  และถูกแยกออกเป็นระยะ ๆ ส่วนก๊าซ  Cl₂  เกิดรอบ ๆ แกร์ไฟต์ ซึ่งเป็นแอโนด  ผ่านท่อเล็ก ๆ แยกออกไป

            ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นสามารถแสดงได้ดังนี้

                        ที่ขั้วแอโนด (แกร์ไฟต์)   ;   2Cl^- (l)  ®  Cl₂ (g)  + 2e^-

                        ที่ขั้วแคโทด ;      Mg²⁺ (l)   +  2e^-  ®  Mg (s)

                        ปฏิกิริยาสุทธิ  ;  Mg²⁺ (l)  +  2Cl^- (l)  ®  Mg (s)  +  Cl₂ (g)

            ในอุตสาหกรรมการผลิตโลหะแมกนีเซียม  แมกนีเซียม  1  กิโลกรัม  ต้องใช้พลังงาน  300  MJ  ดังนั้นจึงต้องมีค่าใช้จ่ายสูง  จึงนิยมนำโลหะแมกนีเซียมที่ใช้แล้วกลับมาใช้ใหม่มากกว่า  เพราะประหยัด      พลังงานและ ค่าใช้จ่ายได้มากกว่า (แมกนีเซียมที่นำกลับมาใช้ใหม่  1  กิโลกรัมใช้พลังงานเพียง  7  MJ  )

            ค.  การผลิตโลหะโซเดียม

                        โลหะโซเดียมมีจุดหลอมเหลว( 97.8 ⁰ C)  และความหนาแน่นต่ำ (0.97  g/cm³)  มีความว่องไวทางเคมีสูง  ปัจจุบันใช้โซเดียมสำหรับเป็นสารหล่อเย็นในเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณู  และใช้เป็นตัวรีดิวซ์ในการเตรียมโลหะไททาเนียม (Ti)  และโซเดียมเปอร์ออกไซด์  นอกจากนั้นยังใช้ไอของโซเดียมบรรจุในหลอดไฟเพื่อให้เป็นไฟสีเหลือง

                        ในปี  ค.ศ.  1807  Sir   Humphrey  Davy  เป็นคนแรกที่แยก  Na  จากการอิเล็กโทรลิซิส  NaOH  ต่อมาในปี  ค.ศ.  1833  Faraday  และคณะได้แยก  Na  จากการอิเล็กโทรลิซิส  NaCl  หลอมเหลว  แต่อย่างไรก็ตามวิธีการนี้ไม่ใช้ในการผลิตโลหะโซเดียมในอุตสาหกรรม  จนกระทั่งปี  ค.ศ.  1921   จึงมีการผลิตโลหะโซเดียมในอุตสาหกรรมโดยใช้  Down  cell  โดย  Du  Pont  Chemical  Company

            อุตสาหกรรมการผลิตโซเดียม

                        เมื่อผ่านกระแสไฟฟ้าลงไปใน  NaCl  ที่หลอมเหลว  จะเกิดปฏิกิริยาขึ้นดังนี้

            ที่ขั้วแอโนด  ;      2Cl^-  (l)     ®  Cl₂  (g)  +  2e^-

            ที่ขั้วแคโทด  ;     2Na ⁺ (l) +  2e^-    ®  2Na (l)

            ปฏิกิริยาสุทธิ  ;   2Na⁺ (l)  +  2Cl^- (l)   ®  2Na (l)  +  Cl₂ (l)

รูปที่  7  แสดงแรงดึงดูดระหว่างประจุตรงกันข้ามที่เกิดจาก  Na⁺  ไอออนเคลื่อนเข้าหาขั้วลบ (แคโทด) 

และ  Cl^-  ไอออนเคลื่อนเข้าหาขั้วบวก  (แอโนด)

                        ก.  Na⁺  เคลื่อนเข้าไปรับอิเล็กตรอนกลายเป็นอะตอม  Na   ที่เป็นกลางที่ขั้วแคโทด

                        ข.  Cl^-  เคลื่อนที่เข้าไปให้อิเล็กตรอนแล้วกลายเป็นอะตอม  Cl  ที่เป็นกลาง แล้วรวมตัวกันเป็นโมเลกุล  Cl₂  ของก๊าซที่แอโนด (ขั้วบวก)

รูปที่ 8 Downs cell  สำหรับผลิต  Na  และ  Cl₂  จาก  NaCl  หลอมเหลวด้วยกระบวนการอิเล็กโทรลิซิส