ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электрохимический способ получения растворов гипохлорита натрия из "Электрохимический синтез неорганических соединений" Процессы, протекающие при получении гипохлоритов выход по току. [c.14] Относительные скорости выделения на аноде хлора и кислорода зависят от условий ведения процесса электролиза (материала анода, pH электролита, концентрации хлорида щелочного металла в электролите, плотности тока и температуры процесса). [c.14] Значение обратимого потенциала выделения хлора более положительное, чем для кислорода, однако при электролизе не сильно разбавленных растворов хлоридов на аноде происходит преимущественное выделение хлора. Повыщенное перенапряжение выделения кислорода (по сравнению с перенапряжением для хлора) практически на всех анодных материалах, применяемых в производстве, позволяет при электролизе концентрированных растворов хлоридов получать хлор высокой концентрации с примесью кислорода и диоксида углерода в пределах 1—5% [1]. При значительном снижении концентрации хлоридов щелочных металлов в электролите (как это имеет место при электрохимическом способе получения растворов гипохлорита натрия) доля тока, расходуемого на выделение кислорода, существенно возрастает и выход хлора по току соответственно снижается. [c.14] По-видимому, в промышленных условиях при получении растворов гипохлорита натрия доля СЮ , полученного электрохимическим путем, невелика. [c.15] При малых концентрациях гипохлорита натрия побочные и вторичные процессы, обусловленные присутствием в растворе ионов СЮ , играют незначительную роль, но она возрастает при увеличении концентрации гипохлорита при проведении электролиза. [c.15] По мере накопления в электролите гипохлорита натрия приобретают все большее значение процессы электрохимического и химического окисления его до хлората, а также химического разложения гипохлорита с выделением кислорода, если в растворе присутствуют примеси, катализирующие процесс разложения гипохлорита. На катоде могут протекать процессы восстановления гипохлорита и хлората. [c.15] Потенциал разряда иона СЮ- на аноде менее электроположителен, чем иона С1 . При малых концентрациях гипохлорита натрия в растворе и при низких значениях pH, когда в растворе присутствует мало диссоциированная кислота НСЮ, концентрация ионов С10 невелика и потери тока на разряд этих ионов мало влияют на выход по току. При увеличении концентрации гипохлорита натрия, а также при повышении pH, когда образуется хорошо диссоциированная соль МаСЮ, потери тока на разряд ионов СЮ и окисление их в объеме раствора сильно возрастают. [c.15] Возможны и другие варианты протекания процесса электрического окисления гипохлорита в хлорат. [c.15] Эти процессы являются нежелательными, так как приводят не только к снижению выхода гипохлорита натрия по току, но и к загрязнению получаемого раствора хлоратом натрия. [c.15] Скорость восстановления гипохлорита и хлората натрия лимитируется скоростью подвода ионов СЮ- и СЮз к поверхности катода и возрастает при увеличении интенсивности перемешивания электролита [34, 35]. [c.15] Потери выхода по току на катодное восстановление и электрохимическое анодное окисление гипохлорита прямо пропорциональны его концентрации, обратно пропорциональны плотности тока и возрастают примерно на 2% при повышении температуры на 1 °С. Для снижения потерь на катодное восстановление гипохлорита и повышения выхода его по току рекомендуется работать при плотности тока на катоде, более высокой, чем на аноде [36, 37]. При одинаковой суммарной концентрации С10 и НСЮ потери не зависят от pH в интервале значений рН=6,5—10 [38]. [c.16] Для снижения скорости восстановления к раствору добавляют соли, образующие на катоде пористые пленки, затрудняющие подвод ионов СЮ и СЮз к поверхности катода, например, соли хрома, если их присутствие не мешает дальнейшему использованию растворов активного хлора. Для большинства потребителей, использующих растворы активного хлора для отбеливания и санитарных нужд, присутствие солей хрома нежелательно. [c.16] Процесс электролиза необходимо вести в условиях, препятствующих превращению полученного гипохлорита натрия и хлорноватистой кислоты в хлорат как электрохимическим путем, так и химическим, а также в условиях, позволяющих снизить потери на катодное восстановление гипохлорита. Для этого необходимо использовать нейтральные растворы поваренной соли при возможно более низкой температуре и ограничивать концентрацию получаемого гипохлорита натрия для снижения скорости его превращения в хлорат химическим путем. При низкой температуре снижается также скорость каталитического разложения растворов гипохлорита натрия. [c.16] Перемешивание электролита способствует более полному взаимодействию катодных и анодных продуктов электролиза, образованию гипохлорита и предотвращению потерь элементарного хлора с газами, но одновременно облегчает подвод ионов СЮ и СЮз к поверхности катода и увеличивает потери на катодное восстановление. На практике предпочитают вести интенсивное перемешивание электролита, так как преимущества, получаемые при этом, преобладают. [c.16] Имеются также предложения о проведении процесса электролиза в ламинарном режиме [39], однако это способствует увеличению выделения газообразного хлора с газами и отложению на катоде осадков солей жесткости. С повышением плотности тока относительное влияние указанных вредных процессов уменьшается и выход гипохлорита натрия по току увеличивается. [c.16] С повышением концентрации Na l в электролите снижается потенциал выделения хлора, уменьшаются потери тока на выделение кислорода и увеличивается выход гипохлорита по току. Кроме того, озрастает электропроводность растворов, снижаются потеря напряжения на преодоление сопротивления электролита и напряжение на ячейке. Но с повышением концентрации Na l в исходном электролите увеличивается и удельный расход поваренной соли, так как снижается экономически целесообразная степень превращения хлорида в гипохлорит. [c.16] Если проводить электролиз раствора Na l по периодической схеме, для каждого выбранного режима электролиза будет наблюдаться сначала рост концентрации гипохлорита до определенного предельного значения. Затем по достижении этой предельной концентрации скорости образования и потери активного хлора на катодное восстановление, превращения в хлорат и химического разложения станут равными. [c.16] Практически, если процесс ведут с целью получения гипохлорита, его конечная концентрация должна быть меньше предельной и тем ниже, чем больше выход по току необходимо получить. [c.17] Удельный расход поваренной соли даже при концентрации гипохлорита натрия 10—15 г/л остается высоким и составляет Ш—16 кг/кг. При других более низких значениях концентрации Na l в исходном растворе характер зависимостей, показанных на рис. 1-1, сохраняется, а абсолютные значения величин изменяются. Выход по току и удельный расход поваренной соли снижаются, а удельный расход электроэнергии возрастает по сравнению с показанными на рисунке. [c.17] Удельный расход электроэнергии на производство гипохлорита натрия определяется напряжением на ячейке электролизера Е и выходом гипохлорита по току ВТ с учетом всех побочных процессов, сопровождающих электролиз. [c.17] Вернуться к основной статье