ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электролиз водных растворов хлоридов щелочных металлов в электролизерах с твердым катодом из "Электролизеры с твёрдым катодом" При электролизе водных растворов хлоридов натрия или калия в электролизерах с твердым катодом основным процессом, протекающим на аноде, является разряд ионов хлора с выделением газообразного. хлора на катоде разряжаются ионы водорода. При этом выделяется газообразный Нг и образуется щелочь (NaOH при электролизе растворов. хлорида натрия или КОН при электролизе растворов хлорида калия). Одновременно с этими основными электродными процессами может протекать ряд побочных и вторичных процессов. На них расходуется часть тока, проходящего через электролитическую ячейку, что приводит к снижению коэффициента полезного использования тока. [c.29] Обратимый лотенциал разряда ионов ОН в нейтральных концентрированных растворах хлорида натрия ниже, чем для ионов СГ. Нормальный потенциал разряда гидроксильных ионов при 18°С равен +0,41 в. Обратимый потенциал разряда ионов кислорода в нейтральном растворе равен -f 0,826 в. [c.30] В этих условиях обратимый потенциал разряда ионов С1 из раствора хлорида натрия при концентрации его около 260 г/л (примерная концентрация Na l возле анода хлорного электролизера) составляет 4-1,33 в. [c.30] Однако перенапряжение разряда ионов кислорода на обычных анодных материалах выше, чем для ионов хлора. Поэтому потенциал выделения хлора в условиях электролиза нейтральных или кислых концентрированных растворов хлоридов щелочных металлов ниже потенциала выделения кислорода, вследствие чего происходит преимуществеиное выделение хлора. При электролизе на платиновых анодах соотношение потенциалов выделения хлора и кислорода таково, что можно получать практически чистый хлор. В процессе электролиза с графитовыми анодами одновременно с хлором выделяется кислород. Количество кислорода в хлоргазе зависит от условий ведения анодного процесса и обычно колеблется от 0,5 до 3,0%. При малой анодной плотности тока, когда перенапряжение невелико, доля тока, расходуемого на выделение кислорода, возрастает. [c.30] Остающиеся в растворе гидроксильные ионы образуют с ионами щелочного металла раствор щелочи. Разряд ионов калия или натрия из водных растворов на твердом катоде невозможен вследствие более высокого потенциала разряда ионов Na (К ). Непосредственный разряд этих ионов на ртутном катоде может произойти благодаря высокому перенапряжению водорода на нем и снижению потенциала выделения ионов щелочного металла из-за деполяризации, связанной с образованием амальгамы щелочного металла. [c.31] Катионы, разряжающиеся на катоде при более положительном потенциале, чем потенциал ионов (ионы железа, меди и др.), обычно присутствуют в католите в ничтожных количествах и практически их можно не учитывать. Перенапряжение выделения водорода на различных материалах будет рассмотрено на стр. 85. [c.31] Условия попадания этих ионов к катоду будут рассмотрены ниже. [c.31] Выделяющийся на аноде хлор частично растворяется в ано-лите. На рис. 1 показана температурная зависимость растворимости хлора в воде и в растворах Na l различной концентрации. С повышением температуры раствора и концентрации в нем хлорида натрия растворимость хлора понижается. [c.31] Поэтому концентрация ионов ОСГ, образующи.х-ся в анолите вследствие диссоциации хлорноватистой кислоты, незначительна и не оказывает существенного влияния на ход анодного процесса. [c.32] При этом равновесие реакции (1-9) сдвигается вправо, и хло[ снова подвергается гидролизу с образованием Н0С1. Если все количество щелочи, образующееся на катоде, будет поступать к аноду, то процесс электролиза может протекать без выделения газообразного хлора, а с образованием раствора гипохло-ритов. [c.32] Если вести процесс электролиза без разделения катодных и анодных продуктов, то конечным продуктом этого процесса могут быть соли хлорноватой кислоты. Хлорат натрия можно получить в виде раствора высокой концентрации, так как в присутствии ионов С1 при электролизе практически не происходит дальнейшего окисления ионов СЮз в СЮ . Процесс можно вести так, чтобы катодное восстановление хлорат-ионов было ограниченным. Электролиз концентрированных растворов поваренной соли без разделения электродных продуктов используется в промышленности для получения хлората натрия. [c.33] Вернуться к основной статье