薄膜電解電池 membrane cell

化學原理啟迪292

1.        因為汞電池會製造環境污染，因此氯鹼工業已被其他技術取代。美國大約75%的氯鹼生產改用隔膜電池diaphragm cells，隔膜電池的陽極與陰極被一層膜隔開。

2.        電池的隔膜允許水分子H2O、鈉離子Na^＋，和極少量的氯離子Cl^－通過，不允許氫氧根離子OH^－通過，所以陰極產生的氫氣H2和氫氧根離子OH^－，能夠與陽極產生的氯氣Cl2分開來。

3.        這個反應過程的主要缺點是，陰極槽流出來的溶液是氫氧化鈉和未反應的氯化鈉的混合液，如果我們想單獨取得純氫氧化鈉，還必須另外想辦法把這二者分開。

4.        最近25年氯鹼工業研發出新的製程，在鹽水電解池使用薄膜membrane分開陽極和陰極的槽室。薄膜比隔膜更好用，因為陰離子無法滲透穿過薄膜，只有陽離子可穿過薄膜。

5.        在薄膜電池電解氯化鈉溶液/鹽水，氯離子Cl^－和氫氧根離子OH^－都無法穿越隔開陰極與陽極的薄膜，因此不會出現「氫氧化鈉NaOH」被「鹽水NaCl」污染的問題。在美國薄膜技術才剛開始變得重要，不過在日本薄膜技術已成為氯鹼生產的重要技術。

n   翻譯編寫Steven S. Zumdahl 《Chemical Principles》  ,圖片來源：McMURRY FAY Chemistry、Chemwiki.ucdavis.edu

徐弘毅：

1.     薄膜電池把電解池的物質一一分隔開來，這樣每一種物質都可以再做其他的用途。每個人資質不同，教育者必須「因材施教」，依據每個人的能力給予不同程度的學習要求。

2.     《論語‧子張》子張曰：「士見危致命，見得思義，祭思敬，喪思哀，其可已矣。」子張說：知識份子、文官階級看到社會艱難困難的時候，願意犧牲自己，去負起責任；看到自己的財產、存款，會想到社會正義實現了沒？懷念中外聖賢的言行，產生尊崇與敬畏之心；看到別人死亡，會去想清楚人生的意義、對自己的人生負責？這樣的知識份子、文官才算及格。

3.     子張曰：「執德不弘，信道不篤，焉能為有？焉能為亡？」人如果有專業能力卻藏私不公開，對信用跟道理都不太堅持，這樣人生怎麼會有作為呢？怎麼能安心地過退休生活呢？

4.     子夏之門人，問「交」於子張。子張曰：「子夏云何？」對曰：「子夏曰：『可者與之，其不可者拒之。』」子張的同學子夏，他的學生，來請教子張「傳播學」。子張就說：你們老師子夏怎麼教呢？學生說：我們老師說，可以溝通的人就跟他溝通，沒辦法溝通的人就算了、別理他。

5.     子張曰：「異乎吾所聞：『君子尊賢而容眾，嘉善而矜不能。』我之大賢與，於人何所不容。我之不賢與，人將拒我，如之何拒人也！」子張說：這跟我以前聽到的不太一樣耶！一個很優秀的領導人，會非常敬重有能力的人，而且對社會大眾非常寬容，鼓勵嘉勉表現優秀的人，憐憫社會的弱勢者。我如果是很有能力的人，有什麼人我不能去包容呢？我如果是沒有專業能力的人，別人因此排斥我，那我有什麼資格排斥別人呢？

6.     子夏曰：「雖小道，必有可觀者焉；致遠恐泥，是以君子不為也。」子夏說：一樣米養百樣人。有些人雖然只有小小的能力，但如果充分發揮也一定有他的價值；一個人如果能力不夠，又想負大責任，或者想著高的職位，恐怕會被環境困住，所以，聰明的領導者不作這種事。

7.     子夏曰：「日知其所亡，月無忘其所能，可謂好學也已矣！」聰明的領導者，會整天想著「學習」，每天都研究自己的不足、欠缺、無知的部分，每個月都不會忘記複習練習自己的專長，這樣的人可以說是好學的人。

8.     子夏曰：「博學而篤志，切問而近思，仁在其中矣。」而且領導者還要五育均衡、博學多聞，立定志向，大膽地假設質疑，思考現實問題，這樣子就可以知道事情的「核心以及真實」的狀態。

9.     子夏曰：「百工居肆，以成其事，君子學以致其道。」子夏曰：「小人之過也必文。」子夏又接著說：譬如說自由市場，有各種的產品、工藝品在自由的交易運作，一個聰明的領導人，要仔細地觀察、學習，了解其中的道理，幫助社會發展。但是，比較沒有學問的人，他經常犯錯，而且他總是對自己所犯的錯誤說一大堆理由來掩飾，不負責又不沾鍋。

10. 子夏曰：「君子有三變：望之儼然，即之也溫，聽其言也厲。」一個優秀的領導人成熟之後，他會有三種形象：遠看非常有威嚴，實際接觸這個人又非常溫和，聽他講話又發覺，他言語的內容是非分明，可以讓人即刻開悟。

11. 子夏曰：「君子信而後勞其民，未信則以為厲己也。信而後諫，未信則以為謗己也。」一個優秀的領導人，都是自己說到做到，才會去教別人做。如果自己還沒辦法完全做到，他就會不斷地自我要求。自己都能夠做到，他才有資格跟能力勸告長官，用他的方法。如果自己做人處事還沒有辦法有信用，就會不斷地批評自己，這樣持續下去，就會具備專業素養。

12. 子夏曰：「大德不踰閑，小德出入可也。」很有專業素養的人，做任何事情都非常精準，符合標準。但是還沒有到非常專業的人（業餘的人），做事情都難免有差錯、毛病。

13. 子游曰：「子夏之門人小子，當洒掃，應對，進退，則可矣。抑末也；本之則無，如之何？」子夏的同學子游說：子夏教的那些小學生，都只能做國際會議的招待而已，掃掃地，端端水、做接待工作，這都只是枝節，要擔當社會重責大任，沒辦法。我這樣講對不對呢？

14. 子夏聞之曰：「噫！言游過矣！君子之道，孰先傳焉？孰後倦焉？譬諸草木，區以別矣。」子夏聽了就說：你們師叔要求得太高了，要訓練好一個領導人，到底什麼先教、什麼不用教？這要想清楚，教育學生學管理學、政治學，要先分清楚學生的資質，好像分清楚各種植物的種類不同，再根據個別需要的養分條件去栽種一樣。

15. 「君子之道，焉可誣也？有始有卒者，其惟聖人乎！」一個領導人的訓練教育，怎麼能夠隨便來呢？什麼都不用教，那個人就天生什麼都做得到，這只有聖人才有辦法。灑掃，是注意衛生、整潔；應對，是語言溝通能力、理解別人的意識型態；進退，是做事情會分寸捏拿。這是訓練一個人反省、辯論、以及承擔責任的基本功課。

16. 子夏曰：「仕而優則學，學而優則仕。」子夏接著說：什麼叫做懂進退呢？作官如果有政績，作得不錯，就應該退下來當學生，重新研究學問，充實自己。學生如果學得不錯，有好成績，就要再出來為百姓做事。

17. 子游曰：「喪致乎哀而止。」子游就說：為官的心態，就像辦喪事，官員不能得意、要謙卑，做事要謹慎，不可以浮華，要簡樸，要低調，要經常地反省自己。

氯－鹼過程 chlor－alkali process

化學原理啟迪291

1.     電解氯化鈉溶液是製造氯與氫氧化鈉的重要工業程序，事實上，在美國電解氯化鈉溶液程序所消耗的電量之大，僅次於製造鋁，一般條件下，電解氯化鈉溶液不會製造出鈉，因為水H2O比Na⁺更容易還原，它們標準電位差說明這一點：

Na^＋＋e^－→Na           E°＝－2.71V

2H2O＋2e^－→H2＋2OH^－  E°＝－0.83V

陰極製造出的產物是氫氣H2，而不是鈉Na。

2.     電解液態氯化鈉，陽極會製造出氯氣Cl2。所以電解鹽水（氯化鈉溶液）會製造出氫氣與氯氣：

陽極反應：2Cl^－→Cl2＋2e^－

陰極反應：2H2O＋2e^－→H2＋2OH^－

排除產物氯氣Cl2與氫氣H2之後，剩下的溶液溶解「氫氧化鈉」與「氯化鈉」。

3.     溶液內參雜氫氧化鈉與氯化鈉雜質的問題，可用汞電池mercury cell 電解鹽水來排除。

4.     汞電池的控制在陰極端，因為汞電極使水變成氫氣的電流伏特數遠高於預期，所以被還原的是鈉離子Na^＋，而不是水H2O，產物鈉金屬溶解於汞中，形成液態合金，液態鈉汞被推進一個槽室，溶解的鈉與水反應產生氫氣：

2Na(s)＋2H2O(l)→2Na^＋(aq)＋2OH^－(aq)＋H2(g)

5.     這個反應所產生的溶液，可獲得純度較高的固體NaOH，反應再生的汞接著推回電解電池，重複使用，這個過程稱為「氯－鹼過程 chlor－alkali process」。

6.     「氯－鹼過程 chlor－alkali process」產生的廢溶液必須謹慎處理，移除汞，不然會造成環境的汞污染。

n   翻譯編寫Steven S. Zumdahl 《Chemical Principles》  ,圖片來源：McMURRY FAY Chemistry、Chemwiki.ucdavis.edu

徐弘毅：

1.     汞電池的「氯－鹼過程 chlor－alkali process」透過各種化學反應競爭，分離出氫氣、氯氣、氯化鈉溶液和氫氧化鈉溶液。

2.     民主政治與獨裁政治最大的不同是「自由競爭」。自由競爭，會不會造成社會衝突太多？有衝突，但是不容易暴力相向。

3.     「自由競爭」使得每個人都有機會充分發揮自己的實力，優勝劣敗使社會上每個領域都能由頂尖人才負責與領導，每個組織機構與個人可以自然各司其職，使社會運作更加順暢。

4.     從長遠來看，民主政治一定會使社會發展得愈來愈好。民主政治開放自由競爭，藍綠政客為了獲得權力會激烈惡鬥，但是不容易暴力相向。這樣可以避免權貴階級聯合壟斷，社會大眾也因此知道哪些政客是爛貨、社會敗類，應該被淘汰掉。

5.     就像汞電池內的「陰極、陽極、汞」把各種反應物分離出來。民主社會開放政治惡鬥、言論自由競爭，使社會大眾可以清楚分別各種人的善惡、分別不同的能力，給每一種人的前途清楚的定義、分類，做出更正確的選擇。

6.     「氯－鹼過程 chlor－alkali process」產生的「廢溶液」必須謹慎處理，移除「汞」，不然會造成環境的汞污染。

7.     民主政治下社會自由競爭，依據知識程度的不同產生各種不同的社會階層，競爭力最差的人會落入社會底層，很可能成為遊民，他們造成都市髒亂、失業率升高，也形成社會治安的隱憂。如果沒有適當安置的方法，這些人會像汞廢液，造成社會問題。

8.     因此民主政治的「政府」必須負起照顧社會弱勢的責任，編預算安置弱勢者，給予他們教育訓練與工作機會。汞廢液恰當處理過，就會重新產生新的經濟價值。

9.     哈柏瑪斯認為，現代社會有二個面向，「社會系統」和「生活世界」，這二者之間如果存在一種不均衡關係，就產生了許多社會的問題，這包括了社會整合的種種問題，致使現代社會，無法成為一個正義和開放的政治體系。

10.   如果社會系統中的權貴階級權力太大，所有的人只能配合大企業、政治領袖，沒有辦法完善經營家庭生活、社區關係，也沒有個人休閒娛樂、多元發展與社會正義，最後社會一定會因為成員的身心不健全而失控、崩潰。

11.   在獨裁統治的國家，人民必須效忠獨裁者，沒有言論自由、集會遊行自由……，沒有政治參與的權力，權貴階級的「社會系統」凌駕在人民的「生活世界」之上，人民活在無形的恐怖壓力下，多數人變得保守、不敢表達意見，縱容官員貪腐，有些人受不了壓迫鋌而走險反抗，造成社會衝突不斷，現在中國不斷發生人民對抗公安的暴力衝突事件原因就在這裡。

12.   社會系統和生活世界，前者指的是勞動和工具理性，後者則是指互動和價值理性；人民透過充分的勞動與科技發達等的「工具理性」，將使社會系統進步，社會組織穩定；「生活世界」中，人際的互動頻繁，與社會道德意識的提倡，來發揮「價值理性」的功能，使社會生活和諧。

13.   電池的「陰極」與「陽極」的關係如同「社會系統」與「生活世界」，「社會系統」跟「生活世界」發展的平衡，是每個人與政治組織共同努力的方向。

14.   《馬太福音9：10～13》 耶穌在屋裡坐席的時候，有好些稅吏和罪人來，與耶穌和他的門徒一起坐席。法利賽人看見，就對耶穌的門徒說：「你們先生為什麼和稅吏並罪人一同吃飯呢？」耶穌聽見，就說：「健康的人用不著醫生，有病的人才用得著。經上說：『我喜愛憐恤，不喜愛祭祀。』這句話的意思，你們且去揣摩。我來本不是召義人，乃是召罪人。」