ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние отдельных факторов на скорость разложения амальгамы из "Производство хлора а каустической соды методом электролиза с ртутном катодом" Чем выше концентрация амальгамы и ниже концентрация раствора щелочи, тем больше э.д.с. амальгамного элемента. Повышение концентрации амальгамы односторонне влияет на скорость ее разложения за счет увеличения э. д. с. элемента и уменьшения концентрационной поляризации, тогда как изменение концентрации щелочи оказывает различное влияние на скорость разложения амальгамы. С увеличением концентрации щелочи до некоторого предела наряду с уменьшением э.д.с. элемента возрастает электропроводность раствора, что приводит к увеличению силы тока короткого замыкания. При дальнейшем повышении концентрации щелочи электропроводность ее раствора уменьшается и возрастает вязкость. При этом скорость разложения амальгамы уменьшается как за счет снижения э.д.с. элемента, так и повышения его внутреннего сопротивления. [c.96] Повышение температуры ускоряет процесс разложения амальгамы, если только, оно не приводит к значительному увеличению концентрации щелочи [380]. При повышении температуры увеличивается электропроводность раствора щелочи и уменьшается его вязкость (что способствует лучшему отделению пузырьков водорода), а также снижается перенапряжение водорода. Так как уменьшение э.д.с. элемента с ростом температуры незначительно, то и влияние изменения э.д.с. на скорость процесса также мало. [c.96] Разумеется, количественное выражение влияния этих факторов на разложение амальгамы зависит от конструктивного оформления этого процесса, т. е. от величины межэлектродного расстояния, способа осуществления внешнего замыкания, глубины распространения разряда водорода. Например, если внешнее сопротивление достаточно велико и, следовательно, определяет скорость разложения амальгамы, то изменение остальных условий процесса будет мало сказываться на общей кинетике реакции. Поэтому экспериментальные данные о зависимости силы тока короткого замыкания элемента от различных факторов соответствует лишь данной модели разлагателя. [c.96] Ниже рассмотрено влияние отдельных факторов на силу тока короткого замыкания амальгамного элемента применительно к модели наиболее распространенного горизонтального разлагателя амальгамы. Сила тока амальгамного элемента была измерена в этих опытах по описанной выще компенсационной схеме, т. е. в условиях хорошего замыкания электродов. Опыты проводились [414] с двумя графитовыми пластинками толщиной 5 мм, длиной 50 мм и высотой 120 мм, причем в ходе исследования менялись расстояние между пластинками, расстояние ог нижней поверхности пластинок до амальгамы и глубина их погружения в раствор щелочи. [c.97] Скорость разложения амальгамы в растворе щелочи концентрацией около 350 г/л является примерно средней для всего диапазона концентраций ЫаОН в разлагателе, поэтому и приведенную выше температурную зависимость можно приближенно считать средней для всего разлагателя. Приняв такую зависимость скорости разложения амальгамы от температуры, получим, что при повышении температуры в разлагателе на 10°С производительность его увеличивается на 7 — 8%. [c.97] При концентрации раствора едкого натра около 200 г/л скорость реакции максимальна, при дальнейшем понижении концентрации раствора сила тока амальгамного элемента падает [38Э, 415, 416]. На рис. 38 показана зависимость плотности тока амальгамного элемента от концентрации щелочи, полученная для графитового стержня [380]. Как следует из рисунка, эти данные аналогичны приведенным на ри-с. 33 данным Хинэ и Иосидзава. [c.98] На рис. 39 показаны изотермы электропроводности растворов едкого натра различной концентрации, по виду напоминающие изотермы силы тока амальгамного элемента (см. рис. 38). [c.98] Наилучшие условия для перемешивания создаются в скрубберных разлагателях. В горизонтальных разлагателях перемешивание амальгамы значительно хуже, поэтому полнота разложения достигается с трудом. Увеличение уклона разлагателя позволяет заметно улучшить разложение амальгамы. [c.99] К— постоянная, характеризующая данный элемент. [c.99] Следует учесть, что это уравнение описывает изотерму скорости реакции. В практических условиях изменение концентрации амальгамы всегда сопровождается изменением температуры. Это объясняется тем, что теплота реакции разложения амальгамы расходуется в основном на нагревание ртути, поэтому, чем концентрированнее амальгама, тем на меньшее количество ртути приходится одинаковое количество тепла и тем выше температура в разлагателе. [c.100] Влияние межэлектродного расстояния, глубины погружения в раствор щелочи и расстояния между графитовыми пластинками на силу тока амальгамного элемента. На рис. 41 показано влияние Межэлектродного расстояния (расстояние от нижней поверхности графитовых пластинок до зеркала амальгамы) на силу тока короткозамкнутого элемента [4 4]. Как видно из рисунка, это влияние значительно в области малых межэлектродных расстояний. [c.100] Данные, приведенные на рис. 43, показывают, что скорость разложения амальгамы возрастает с увеличением расстояния между пластинками, толщина которых равна 5 мм. Это объясняется тем, что с увеличением расстояния между пластинками улучшается отвод пузырьков водорода и использование пластинок по высоте. [c.101] Однако увеличение расстояния между пластинками приводит к уменьшению их количества на единицу площади амальгамного элемента. Чтобы оценить влияние изменения расстояния между пластинками на работу реального разлагателя, нужно пересчитать все величины, относя их к равным площадям амальгамного элемента. [c.102] При недостаточной глубине погружения заметная часть э. д. с. элемента расходуется на преодоление сопротивления контакта, и сила тока замкнутого элемента может уменьшиться в несколько раз. Вследствие недостаточно глубокого погружения графита при исследовании работы амальгамного элемента могут быть получены неправильные результаты. Подобная картина наблюдалась в опытах Моргенштерна [394]. [c.103] Из сказанного следует, что при глубине погружения 10 мм и более, перепад напряжения невелик, но значительно возрастает при небольших глубинах погружения. Следует также учесть, что с увеличением сопротивления контакта сила тока элемента падает. Так как перенапряжение водорода, определяющее кинетику процесса в элементе, уменьшается на 100— 120 мв при снижении скорости процесса в 10 раз, то очевидно, что при глубине погружения 3 мм перепад напряжения, составляющий 120—140 мв, приведет к уменьшению силы тока в 10—12 раз ( по сравнению с силой тока при глубине погружения 10 мм). [c.103] На величину перепаа,а напряжения в контакте графит — амальгама оказывает влияние и скорость амальгамного потока, создающего дополнительное давление в точках контакта. Сопротивление в контакте уменьшается со временем вследствие вытеснения отсюда слоя раствора, разделяющего поверхности. Поэтому графитовая насадка в разлаглтелях эффективно работает уже при глубине погружения 5 — 7 мм. Если насадка недостаточно тяжела, чтобы погрузиться на такую глубину в амальгаму, ее утяжеляют при помощи чугунного груза или прижимают специальными устройствами. Для улучшения контакта графита с амальгамой предлагалось также часть погруженной в амальгаму поверхности графита покрывать слоем селена или железа [430]. [c.103] Вернуться к основной статье