卡斯特纳汞电极电解盐溶液？
我国晋代炼丹家、药理学家葛洪(283-363)写了一部医书《肘后备急方》卷五《食肉方》，其中记载:“取白炭灰、糯米灰等。，像油膏一样煎。这个应该不会预演，10号休息。而你可以去黑子，那是很毒的。”“食肉药方”是指腐蚀皮肤的药方。为什么要腐蚀皮肤？大概就是文中提到的“去黑子”。“黑点”是指人体皮肤上的痣。根据中国民间的迷信，脸上某些部位长的痣是不吉利的，应该去除。“白炭灰”是石灰，即氧化钙(Cao)；“瓦灰”就是草木灰，含有碳酸钾(K2CO3)和碳酸钠(Na2CO3)。两者加水后，氧化钙迅速与水反应，释放大量热量生成氢氧化钙(Ca(OH)2)，使水溶液沸腾，本文称之为“煎”。氧化钙加水生成的氢氧化钙与草木灰中含有的碳酸钠和碳酸钾反应生成氢氧化钠(NaOH)和氢氧化钾(KOH)，这两种物质都叫苛性碱，会腐蚀皮肤。
生成的氢氧化钾和氢氧化钠会吸收空气中的二氧化碳气体，转化为碳酸钾(K2CO3)和碳酸钠(Na2CO3)，所以“这个不适合前期生产，10号要休息。”
2 NaOH+CO2═na2co 3+H2O 2 KOH+CO2═k2co 3+H2O，说明我国很早就制取了烧碱，并且认可了它的一些性能。
在欧洲，直到19年底，烧碱是由草木灰、纯碱和氢氧化钙作用制得的。
1773年，瑞典化学家舍勒曾将盐溶液与氧化铅反应，得到氢氧化钠溶液和黄色氯氧化铅颜料，使氢氧化钠转化为碳酸钠。
亚铁盐法出现在1882的德国。将干燥的碳酸钠和粉碎的氧化铁按1∶3的比例混合，放入炉中煅烧，生成铁酸钠熔体；
na2co 3+fe2o 3·═·2 nafeo 2+CO2↑热水作用于铁酸钠时，分解生成氢氧化钠和氧化铁；
2 nafeo 3+H2O══2 NaOH+fe2o 3 1800意大利物理学家伏打发明的电池传入英国后，化学家W. Cruickshank，—1810)盐水被电池电解，在阴极检测到氢氧化钠。
直到19的60年代末电机出现，才通过电解廉价的盐溶液得到氢氧化钠。
电解盐水在阴极产生氢气，在阳极产生氯气，在溶液中产生氢氧化钠。然而，生成的氯会与氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠(NaClO):
Cl2+2 NaOH/NaClO+NaCl+H2O为了解决这个问题，科学家和技术人员纷纷寻求解决方案。他们在两极之间设置隔离层，将电解槽分成两部分，一部分是阴极室，一部分是阳极室，以防止电解产物的相互作用。隔离层也要让离子自由通过，电解才能正常进行。
1890年Griesheim化工厂与Matthes和Weber共同开发了水泥隔膜电解槽。1903年，胡克电化学公司开发了石棉隔膜电解槽。各种隔膜投入生产(图5-1)。
就这样，在19年末，20世纪初，在电解盐水的隔膜槽中制备了大量的氢氧化钠。
由于盐在隔膜槽中不能完全分解，配制的氢氧化钠溶液含有一定量的盐，必须蒸发浓缩使盐结晶出来，才能得到纯净的氢氧化钠。
1892年，旅居英国的美国化学技师卡斯特纳(1858-1898)提出用汞作阴极，石墨作阳极，电解盐水制备氢氧化钠，并获得专利。
在汞电极上，钠离子(Na+)比氢离子(H+)更容易放电，在电极上获得电子生成金属钠。钠和汞形成钠汞齐(钠汞齐)；
Na++Hg+e-══Na(Hg)
将合金放入溶汞槽中，钠电极与水反应生成氢氧化钠，放出氢气，留下汞；
2na (Hg)+2h2o ═ NaOH+H2 ↑+Hg留下的汞返回电解槽循环使用(图5-2)。
这样，在电解池中不需要隔膜层，并且获得的氢氧化钠溶液具有高浓度。
卡斯特纳是一名没有获得学位的美国矿业学院学生。后来从事化工生产，又去了英国，在一家金属冶炼厂工作。最初，制备金属钠是为了还原氯化铝以获得金属铝。有人提出用汞作阴极电解水解水得到金属钠，但得到的是氢氧化钠。
然而，奥地利工程师切尔纳(K. Kellner，1851-1905)率先采用了这种制备金属钠的方法。他在卡斯特纳之前申请了这种方法的专利。在没有诉讼的情况下，他们于1895年合作组建了卡斯特纳-切尔纳碱业公司，并分别于1896和1897在美国尼亚加拉瀑布城和英国柴郡朗科恩设厂。尼亚加拉瀑布有大量的电力供应。龙科恩市靠近爱尔兰海，有丰富的盐供应。到1898，龙岗市工厂每天将生产20吨氢氧化钠和40吨漂白粉。漂白粉是用熟石灰吸收电解产生的氯气制成的。
汞电极制备的氢氧化钠浓度高，含盐量少，无需蒸发浓缩，可直接用于对氢氧化钠要求较高的化工行业。但在汞电极电解生产过程中，汞蒸气逸出，对操作人员的健康危害很大，汞渣的排放污染环境，运行成本高。20世纪60年代，美国杜邦公司开发了全氟磺酸离子膜。这种电解隔膜具有选择性，只允许少量含Na+的水分子通过，Cl-被阻挡，使得阴极产物氢氧化钠溶液中氯化钠的含量较低，成为电解盐水的第三种方法。
电解得到的氯气最初是用来制造漂白粉的。直到1912，卡斯特纳-切尔纳碱业公司才开发利用氯气在氢气中燃烧生成氯化氢气体，氯化氢气体溶于水生成盐酸。
这样，盐水电解得到三种产品:氢氧化钠、金属钠和盐酸。
盐酸早在7世纪就由阿拉伯炼金术士格伯在制作王水(1体积硝酸和3体积盐酸的混合物)时产生。当时是通过蒸馏绿矾(硫酸亚铁水合晶体)得到硫酸，加入硝石(硝酸钾)和天然氯化铵(NH4Cl)制成。德国化学家约翰·芒硝(1604-1670)在1658年发现芒硝(Na2SO4)时，盐与硫酸反应生成硫酸钠，同时得到盐酸；
2NaCl+H2SO4══Na2SO4+2HCl在氢气和氯气直接合成氯化氢气体的问题上，1897法国化学教授armand Emile Justin grautier(1837-1880)和H. Helier曾发表报告指出这两种气体混合后在黑暗中放置15~16个月，没有任何变化。它们在一般光照下结合缓慢，在强光下反应迅速，在阳光下爆炸。1902年，英国化学家梅勒(1869-1938)和罗素(E.J.Russell)发现这两种气体经过预干燥，在阳光下混合不会发生爆炸，所以氢气和氯气直接合成氯化氢气体必须经过预干燥。
氯气在氢气中燃烧合成氯化氢。燃烧器由两根同心钢管组成，干燥氢气从外管进入，干燥氯气从内管进入。如果外管充氯气，内管充氢气，燃烧后会残留氯气，影响工人健康，对工厂附近的居民和农作物有害。氢气和氯气合成时放出大量热量，生成的氯化氢气体冷却后被水吸收成盐酸。