ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теоретические основы способа с неподвижным электролитом из "Технология электрохимических производств" Сущность способа с неподвижным электролитом. Впервые электролитическое производство хлора было осуществлено по-способу с неподвижным электролитом. [c.287] Теория этого способа была разработана значительно позднее его практического осуществления, в связи с чем в эксплоатации пришлось столкнуться с непредусмотренными явлениями. [c.287] В способе с неподвижным электролитом разделения продуктов электролиза предполагалось достигнуть путем устранения чисто механического смешения анолита и католита (под влиянием, например, газов, выделяющихся на электродах, и тепловой конвекции в электролите). Для этого ванна (рис. 120) цементной диафрагмой 1 разделялась на два отделения — катодное 2 и анодное 5. Будучи пористой, но достаточно плотной, диафрагма была проницаема для ионов, но не допускала механического смешения анолита и католита. Катодное и анодное пространства ванны заполнялись насыщенным раствором хлористого натрия. При включении тока на катоде выделялся водород и образовывалась щелочь. По мере хода электролиза концентрация щелочи в катодном пространстве увеличивалась, а концентрация хлористого натрия уменьшалась. [c.287] Исследования показали, что проникновение щелочи через диафрагму происходит вследствие участия ионов ОН в переносе электричества. Будучи заряженными отрицательно, ионы ОН стремятся вместе с ионами С1 к аноду и процикают через диафрагму в анодное пространство. [c.288] В начале электролиза, когда концентрация хлористого натрия в катодном пространстве велика, а концгнтрация едкого натра, наоборот, мала, почти все электричество переносится только ионами натрия и хлора и проникновение щелочи в анодное пространство ничтожно. В дальнейшем концентрация хлористого натрия уменьшается, а концентрация едкого натра увеличивается вместе с этим возрастает и доля электричества, переносимого ионами ОНПоэтому наступает момент, когда выходы по току щелочи и хлора настолько уменьшаются, что продолжать электролиз становится экономически невыгодно. Необходимо выключить ток, чтобы спустить из катодного пространства щелочь и залить его свежим рассолом. [c.288] Состав католита. Соофношение концентрации щелочи и хло ри-стой соли в католите непосредственно влияет на количество щелочи, проникающей в анодное пространство, а следовательно, и на выходы по току. В этом смысле состав католита имеет важное значение. [c.288] В — коэфициент, учитывающий влияние выхода по току, числа переноса иона ОН и расхода воды на образование щелочи. [c.288] Значение В неодинаково для различных хлористых солей и разной концентрации их в исходном рассоле. [c.288] Значение коэфициента В для растворов хлористого натрия и калия при 18° приведено в табл. 46. [c.288] Пусть через ванну прошел 1 фарадей электричества соответственно этому на аноде выделился 1 г-э хлора, а на катоде образовался 1 г-э ш,елочи. [c.289] Если же допустить обратное, т. е. что электричество переносилось только ионами едкого натра, а ионы хлористого натрия не участвовали в переносе, то выход будет меньше на то количество щелочи, которое в виде ионов ОН перешло через диафрагму в анодное пространство. [c.289] В действительности же ни тот, ни другой крайний случай не имеют места. Электричество переносится ионами обоих электролитов — хлористого натрия и едкого натра. [c.289] Обозначим количество электричества, действительно перенесенное щелочью, через хР и п. ренесенное хлористым натрием - через ( — х)Р. [c.289] Для числовых расчетов выходов по току по уравнению (3) выразим X через концентрации едкого натра и хлористого натрия. [c.290] Из уравнений (6) и (7) можно видеть, что выход по току при электролизе хлористого калия быше, чем при электролизе хлористого натрия, как за счет меньшего значения п, так и за счет большего значения а. [c.291] Повышение температуры электролиза выравнивает разницу между Л NaOH и Л кои вследствие приближения п к 0,5 и а к единице в обоих электролитах. [c.291] При экспериментальной проверке уравнения для выхода по току в данный момент при электролизе хлористого, калия были получены результаты, приведенные в табл. 47. [c.291] Из данных табл. 47 видно, что соблюдается закономерность между экспериментально определенными и расчетными выходами исключение составляет вторая сверху строчка таблицы. [c.291] ЗксперименталЬные выходы везде, кроме второй строчки, выше расчетных, так как это выходы, соответствующие средней концентрации каждого периода, в то время как расчетный выход дан для конца периода, т. е. для более высокой концентрации Сг, чем средняя за этот период. [c.292] Значения М а N для различных исходных растворов хлористого натрия при различных температурах приведены в табл. 48. [c.293] Вернуться к основной статье