ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теоретические основы электролиза растворов хлоридов из "Прикладная электрохимия" Направление реакций при электролизе растворов хлорида и выходы продуктов зависят от селектииности электрохимических реакций на электродах и от химических реакций в объеме раствора. [c.142] Выход хлора по току опреде,1яется соотношением долей тока, расходуемых на выделение хлора и кислорода. [c.143] Обратимый потенциал разряда ионов хлора в растворе, содержащем 4,53 моль/л Г 1аС1, при температуре 25 °С равен 1,325 В обратимый потенциал выделения кислорода в результате окисления молекул воды, рассчитанный по уравнению Нернста, при 25 °С равен 1,23 В. Следовательно, хлор на аноде выделяется при электролизе водных растворов хлоридов за счет более высокого перенапряжения выделения кислорода. [c.143] На рис. 2,12 изображена зависимость потенциала выделения хлора и кислорода и выхода хлора по току от анодной плотности тока. С ростом плотности тока доля тока на выделение кислорода уменьшается, что соответствует повышению выхода хлора по току. С повышением активности ионов хлора в растворе потенциала его выделения сдвигается в сторону менее -положительных значений и увеличивается выход по току, уменьшение выхода хлора по току при достижении определенного потенциала связано с возрастанием диффузионных ограничений по доставке ионов хлора к аноду с ростом плотности тока. [c.143] С целью снижения напряжения ьа электролизере стремятся уменьщить потенциал выделения водорода. В качестве твердого катода обычно используют сталь. Потенциал выделения во дорода зависит от состояния поверхности катода, плотности тока, температуры и состава раствора. [c.144] Разряд ионов натрия на твердом катоде происходить не может, так как для его протекания необходим значительно более отрицательный потенциал, чем потенциал выделения водорода. [c.145] Потенциал разряда ионов натрия имеет более положительное значение, чем обратимый потенциал натрия, за счет образования амальгамы и непрерывного отвода ее с поверхности вследствие растворения в избытке ртути. Поляризация катода будет определяться скоростью диффузии амальгамы натрия е поверхности катода вглубь ртути. [c.145] При определенных активности натрия в амальгаме pH раствора потенциал разряда натрия с образованием амальгамы, приобретает более положительное значение, чем потенциал выделения водорода, который на ртутном катоде имеет высокое-перенапряжение. [c.145] На рис. 2.15 приведены поляризационные кривые выделения водорода и натрия при различном содержании натрия в амальг-гаме. На основании данных рис. 2.15 можно сделать следующие выводы 1) потенциал катода сдвигается в сторону более-отрицательных значений с ростом концентрации натрия в, амальгаме 2) потенциал выделения водорода имеет более отрицательное значение, чем потенциал разряда ионов натри лищь в нейтральных растворах в кислых растворах при рН 3 на катоде выделяется водород, так как потенциал его выделения более положительный, чем потенциал разряда ионов натрия 3) поляризация при разряде ионов натрия практически не зависит от плотности тока. [c.145] Скорость этих процессов возрастает при цонижении pH. раствора и повышении температуры, увеличении концентрации. натрия в амальгаме. [c.146] Чем больще скорость разложения амальгамы, тем больше сила разрядного тока, которая прямо пропорциональна ЭДС (Е) и обратно пропорциональна внешнему омическому сопротивлению системы R, сопротивленик поляризации К и внутреннему омическому сопротивлению г. Следовательно, увеличению скорости разложения амальгамы будут способствовать все факторы, которые уменьшают сопротивления, т. е. повышение температуры, уменьшающее поляри ацию и внутреннее сопротивление электролита, перемешивание амальгамы, увеличивающее скорость доставки ее из глубины слоя ртути к поверхности, а также применение электролита оптимального состава (по удельной электропроводимости). [c.146] Учитывая тот факт, что элемент является короткозамкнутой системой, внешнее сопротивление R и расстояние между электродами будут минимальны. [c.146] Величина К очень мала. Она составляет при 25°С 3,9-10-, т. е. кон. центрацня хлорноватистой кислоты низка и равновесие гидролиза сдвинуто в, левую сторону. [c.147] Одновременно с реакцией образования хлора на аноде на катоде происходит разряд молекул воды и накопление у поверхности катода щелочи. [c.147] По мере увеличения концентрации гипохлорита увеличивается доля тока на его окисление с образованием хлората. [c.148] Вернуться к основной статье