सोडियम हाइड्रॉक्साइड किस प्रक्रिया द्वारा तैयार किया जाता है?

Question

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The correct answer is B: क्लोरो-क्षार प्रक्रिया. सोडियम हाइड्रॉक्साइड ($NaOH$), जिसे सामान्यतः कास्टिक सोडा के रूप में जाना जाता है, का औद्योगिक निर्माण सोडियम क्लोराइड ($NaCl$) के जलीय विलयन, जिसे लवण जल (brine) कहा जाता है, के विद्युत अपघटन द्वारा किया जाता है। इस विधि को क्लोरो-क्षार प्रक्रिया कहा जाता है क्योंकि बनने वाले मुख्य उत्पाद क्लोरीन ($Cl_2$, 'क्लोरो') और सोडियम हाइड्रॉक्साइड ($NaOH$, 'क्षार') हैं।

Step-by-Step Solution & Concepts:
सोडियम हाइड्रॉक्साइड ($NaOH$), जिसे सामान्यतः कास्टिक सोडा के रूप में जाना जाता है, का औद्योगिक निर्माण सोडियम क्लोराइड ($NaCl$) के जलीय विलयन, जिसे लवण जल (brine) कहा जाता है, के विद्युत अपघटन द्वारा किया जाता है। इस विधि को क्लोरो-क्षार प्रक्रिया कहा जाता है क्योंकि बनने वाले मुख्य उत्पाद क्लोरीन ($Cl_2$, 'क्लोरो') और सोडियम हाइड्रॉक्साइड ($NaOH$, 'क्षार') हैं।

Working Principle: जब सोडियम क्लोराइड के जलीय विलयन (लवण जल) में विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है, तो यह विघटित होकर सोडियम हाइड्रॉक्साइड, क्लोरीन गैस और हाइड्रोजन गैस बनाता है। एनोड (+) पर, क्लोराइड आयन इलेक्ट्रॉन त्यागकर क्लोरीन गैस ($Cl_2$) बनाते हैं। कैथोड (-) पर, हाइड्रोजन आयन इलेक्ट्रॉन ग्रहण करके हाइड्रोजन गैस ($H_2$) बनाते हैं, जिससे विलयन में हाइड्रॉक्साइड आयन ($OH^-$) शेष रह जाते हैं जो $Na^+$ के साथ मिलकर $NaOH$ बनाते हैं। $$	ext{कुल अभिक्रिया: } 2NaCl(aq) + 2H_2O(l) \xrightarrow{	ext{Electrolysis}} 2NaOH(aq) + Cl_2(g) \uparrow + H_2(g) \uparrow$$

Key Formulas: $2NaCl(aq) + 2H_2O(l) \xrightarrow{	ext{Electrolysis}} 2NaOH(aq) + Cl_2(g) + H_2(g)$ — क्लोरो-क्षार प्रक्रिया की कुल अभिक्रिया; $	ext{At Anode (+): } 2Cl^-(aq) ightarrow Cl_2(g) + 2e^-$ — क्लोराइड आयनों का ऑक्सीकरण; $	ext{At Cathode (-): } 2H_2O(l) + 2e^- ightarrow H_2(g) + 2OH^-(aq)$ — जल के अणुओं का अपचयन

Key Points: प्राप्त होने वाले उत्पाद क्लोरीन ($Cl_2$) गैस, हाइड्रोजन ($H_2$) गैस और सोडियम हाइड्रॉक्साइड ($NaOH$) विलयन हैं।; क्लोरीन गैस एनोड (धनावेशित इलेक्ट्रोड) पर मुक्त होती है।; हाइड्रोजन गैस कैथोड (ऋणावेशित इलेक्ट्रोड) पर निकलती है।; सोडियम हाइड्रॉक्साइड ($NaOH$) विलयन कैथोड के पास बनता है।; यह प्रक्रिया लवण जल का उपयोग करती है, जो सोडियम क्लोराइड ($NaCl$) का एक सांद्रित जलीय विलयन है।

Advantages: एक साथ तीन व्यावसायिक रूप से उपयोगी उत्पाद ($NaOH$, $Cl_2$, $H_2$) उत्पन्न करती है।; $NaOH$ की उच्च शुद्धता प्राप्त होती है, विशेष रूप से आधुनिक झिल्ली सेल (membrane cell) तकनीक का उपयोग करते समय।

Disadvantages: अत्यधिक ऊर्जा-गहन प्रक्रिया जिसमें बड़ी मात्रा में बिजली की आवश्यकता होती है।; मरकरी सेल विधि जैसी पुरानी तकनीकें गंभीर पर्यावरणीय प्रदूषण के खतरे पैदा करती हैं।

Applications: सोडियम हाइड्रॉक्साइड ($NaOH$): साबुन और डिटर्जेंट निर्माण, कागज निर्माण और पेट्रोलियम शोधन में उपयोग किया जाता है।; क्लोरीन ($Cl_2$): जल शोधन, PVC निर्माण, कीटाणुनाशक और ब्लीचिंग पाउडर में उपयोग किया जाता है।; हाइड्रोजन ($H_2$): ईंधन सेल, वनस्पति घी उत्पादन (हाइड्रोजनीकरण), और उर्वरकों के लिए अमोनिया संश्लेषण में उपयोग किया जाता है।

Additional Info: विकल्प A (सॉल्वे प्रक्रिया): सोडियम कार्बोनेट ($Na_2CO_3$, धावन सोडा) और सोडियम बाइकार्बोनेट ($NaHCO_3$) के औद्योगिक निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है।. विकल्प C (हैबर प्रक्रिया): नाइट्रोजन और हाइड्रोजन गैसों से अमोनिया ($NH_3$) के औद्योगिक संश्लेषण के लिए उपयोग किया जाता है।. विकल्प D (संपर्क प्रक्रिया): सल्फ्यूरिक अम्ल ($H_2SO_4$) के औद्योगिक निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है।

Answer: B सही है — सोडियम हाइड्रॉक्साइड को औद्योगिक रूप से लवण जल के विलयन के विद्युत अपघटन द्वारा क्लोरो-क्षार प्रक्रिया से तैयार किया जाता है।

Exam Tip: प्रतियोगी परीक्षाओं में, इलेक्ट्रोड उत्पादों के स्थान पर अक्सर प्रश्न पूछे जाते हैं: याद रखें कि क्लोरीन एनोड पर ($Cl_2$ + पर) और हाइड्रोजन कैथोड पर ($H_2$ - पर) निकलती है, जबकि $NaOH$ कैथोड के पास रहता है।

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Option A: सॉल्वे प्रक्रिया

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Option C: हैबर प्रक्रिया

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Option D: संपर्क प्रक्रिया

Correct Answer

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