ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Испытание модели хлорной ванны колокольного типа из "Руководство к лабораторным работам по прикладной электрохимии" В электролизерах, применяемых для получения хлора и щелочи по колокольному способу, разделение анодных и катодных продуктов электролиза основано на разнице в удельных весах между исходным раствором хлористого натрия и образующимся у катода раствором щелочи. [c.156] Принцип устройства ванны с колоколом состоит в следующем в сосуд, наполняемый раствором поваренной соли, опущен открытый снизу колокол анод из графита находится под колоколом, а железный катод расположен между колоколом и стенкой сосуда. Таким образом анодное и катодное пространства разделены стенками колокола. [c.156] Новые порции электролита непрерывно подаются под колокол, а раствор щелочи, образовавшийся в результате электролиза, вытекает из верхней части сосуда. [c.156] Из-за ряда недостатков (высокое напряжение на ванне, связанное с большим расстоянием между электродами, трудность регулировки положения границы раздела, незначительная производительность аппаратов и т. п.), способ с колоколом не получил распространения в промышленности. [c.157] К преимуществам этого способа следует отнести отсутствие диафрагмы и возможность пользоваться рассолом без предварительной очистки от щелочноземельных металлов. [c.157] Составление баланса количества электричества позволяет выяснить полезную работу тока и размер потерь, вызванных наличием вредных побочных процессов. [c.157] В этом балансе приходной статьей является все то количество электричества, которое пропускается через электролизер оно обычно определяется по силе тока (по амперметру) и времени его протекания. [c.157] Расход тока на образование щелочи и хлора нетрудно вычислить, учитывая уравнение (1), по количеству полученной щелочи, которое определяется анализом. [c.158] На каждую грамм-молекулу гипохлорита расходуются две грамм-молекулы щелочи. Для получения 1 моля щелочи, согласно уравнению (1), необходимо затратить один фара-дей электричества следовательно, на каждую грамм-молекулу гипохлорита теряются два фарадея. [c.158] Хлорат может образоваться двумя путями химическим и электрохимическим (см. стр. 145). [c.158] На каждую грамм-молекулу хлората Na lOa затрачиваются 6 грамм-молекул щелочи (6F) 2 грамм-молекулы щелочи — на получение 1 грамм-молекулы Na lO, 2 грамм-молекулы — на нейтрализацию 2 молей НС1, образовавшихся по реакции (4), и 2 грамм-молекулы — на нейтрализацию 2 молей НС1, полученных по реакции (2) вместе с 2 молями НСЮ. [c.158] При составлении баланса обычно считают, что весь содержащийся в электролите хлорат получился химическим путем, так как затрата тока на образование кислорода по реакции (5), эквивалентная разнице в расходе тока при электрохимическом и химическом процессах образования Na lOs (3F), учитывается при расчете потерь тока на раз-ряд ионов ОН. [c.158] Следовательно, на каждую грамм-молекулу кислорода или СОг теряется 4F электричества. Реакция (8) имеет место при окислении графитовых анодов выделяющимся кислородом. [c.159] В ваннах с ртутным катодом необходимо еще учитывать потери тока за счет разряда ионов Н на катоде. Эти потери можно учесть, определяя содержание водорода в газе. [c.159] Приближенный расчет потерь тока на отдельные побочные процессы может быть осуществлен при помощи определения количеств гипохлорита и хлората в электролите и Ог и СОг в газе (прибором Орса). Расчет производится на основании приведенных реакций. [c.159] Обычно материальный баланс составляют по отдельным ионам, так как в противном случае одну и ту же молекулу вещества придется учитывать по двум пунктам расхода. [c.160] Для электролизеров непрерывного действия (с проточным электролитом) материальный баланс составляется за определенный, небольшой промежуток времени (например за 1 час). [c.160] Для электролизеров с непроточным электролитом баланс можно составить только за весь цикл работы. [c.160] В электролизер поступают следующие элементы натрий, хлор (вводятся в ваш1у с рассолом), водород (с водой рассола), кислород (с водой, кислородсодержащими солями и частично из воздуха), азот (из воздуха) и углерод (из анодов и частично из бикарбонатов). Некоторые другие элементы могут находиться в электролизере в ничтожных количествах. [c.160] Натрий удаляется из ванны в виде следующих соединений NaOH, Na l (неиспользованный при электролизе), Na lO и Na lOs. Все эти соединения содержатся в вытекающем из ванны католите. [c.160] Вернуться к основной статье