ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Процессы на электродах из "Технология электрохимических производств" Основные процессы. Водные растворы хлористого натрия или хлористого калия содержат ионы Na или соответственно К и 1 , а также ионы Н+ и 0Н . Следовательно, при электролизе таких растворов принципиально возможен разряд на катоде ионов Na+ (или. К ) и Н+ и на аноде — С1 и 0Н . Какие из этих ионов и в какой последовательности будут в действительности разряжаться на электродах, зависит от условий электролиза, определяющих величину и соотношение потенциалов разряда ионов. [c.260] Если в качестве катода применяют твердый металл, то, как это уже было отмечено в гл. V, даже из сильно щелочных электро- литов происходит первичный разряд ионов Н+, а не Na+потой причине, что даже в щелочных растворах потенциал разряда ионов Н+ остается более положительным, чем Na+(или К ). Поэтому и при электролизе нейтральных растворов хлористого натрия, вне зависимости от их концентрации, разряд ионов Na+ происходить не может. На катоде будут разряжаться только ионы Н+ с последующим выделением водорода из раствора в виде газа. Оставшиеся же в растворе ионы ОН будут образовывать возле катода с ионами Na щелочь. [c.260] Электролиз в этих условиях, положенных в основу специального метода с ртутным катодом, будет подробнее рассмотрен ниже. [c.261] Процессы на аноде протекают сложнее. Выше отмечалось, что при электролизе слабых растворов соляной кислоты ( /з2 н.). на платиновом аноде выделяется не хлор, а кислород, т. е. идет разряд ионов ОН , вследствие менее положительного значения потенциала разряда ионов 0Н , чем разряда ионов С1 . Тем более зто соотношение потенциалов сохраняется для разбавленных нейтральных растворов хлористых солей, поскольку концентрация ионов ОН , ь нейтральном растворе больше, чем в кислом. [c.261] При электролизе концентрированных растворов хлористого натрия соотношение потенциалов разрядов ионов изменяется, хотя и здесь обратимый потенциал разряда ионов ОН остается менее положительным,, чем, обратимый потенциал разряда ионов С1 в насыщенном растворе хлористого натрия. [c.261] Однако большая величина перенапряжения кислорода даже на платинированной платине, на которой хлор выделяется почти без перенапряжения, делает потенциал выделения ионов 0 более положительным, чем потенциал выделения ионов СГ. Благодаря этому из концентрированных растворов на платинированной платине разряжаются только ионы СГ с последующим выделением хлора в виде газа. [c.261] Шв зависимости от этих величин цифрами, приведенными в табл. 27. [c.262] Процесс гидролиза хлора подробно изучен А. Яковкиным по данным этого исследования при температуре 25° /(i — 3,9 10 . В нейтральном 1 н. растворе хлористого натрия, насыщенном газообразным хлором, при 25° содержание свободной хлорноватистой кислоты составляет, таким образом, всего 5,5-10 моля на 1 л, т. е. весьма незначительно. В концентрированном соляном растворе, который применяется для электролиза, концентрация хлорноватистой кислоты, как видно из уравнения (1), будет еще меньще. [c.262] Следовательно, образование свободной хлорноватистой кислоты в концентрированных соляных растворах не меняет существенным образом ионного состава раствора возле анода, ввиду исчезающе малой концентрации ионов С10 , и не может, таким образом, оказать влияния на процесс электролиза. [c.263] Образование ионов СЮ существеннейнгим образом влияет на дальнейший ход электролиза. Если сравнить потенциалы выделения ионов С и СЮ из слабощелочных 1 н. растворов хлорноватистокислого натрия и хлористого натрия (рис. 115), то можно видеть, что ионы СЮ (кривая I) разряжаются при зна ительно меньших, потенциалах анода, чем ионы СГ (кривая 2). Поэтому уже при незначительных концентрациях хлорноватистокислого иатрия на аноде начнется совместный разряд ионов СГ и СЮ . [c.263] На рис. 116 показан ход электролиза раствора, содержащего 5,1 моль1л хлористого натрия при температуре 12—13° и плотности тока на аноде 670 а/л . [c.265] Рассмотренный процесс электролиза нейтрального раствора хлористой соли, как уже было отмечено, имеет место лишь в том случае, когда количество щелочи, поступающей от катода, эквивалентно всему количеству хлора, образующегося на аноде. Если щелочи будет поступать меньше, то на аноде будут выделяться и хлор и кислород. Количественные соотношения между хлором и кислородом будут зависеть от количеств щелочи и хлора, приходящих во взаимодействие, и от содержания хлористой соли в исходном растворе. [c.266] При электролизе слабых растворов хлористой соли количе-сгво выделяющегося на аноде кислорода (относительно хлора), всегда больше, так как из слабых растворов вьщеление хлора происходит при большем анодном потенциале, что облегчает разряд ионов ОН и СЮл Это видно из опыта электролиза раствора хлористого калия с платиновыми анодами, результаты которого приведены в табл. 35. [c.266] Цифры третьей графы показывают возрастание кислотности электролита при снижении концентрации хлористого калия, что происходит вследствие повышения растворимости хлора и сдвига равновесия в правую сторону. Так как иа равновесную концен-трацию хлорноватистой кислоты влияют не только ионы СГ, но и ионы Н+, то можно было бы предвидеть, что при электролизе растворов, содержащих соляную кислоту, количество выделяющегося кислорода должно уменьшаться, что согласуется с опытными данными. [c.266] Вернуться к основной статье