ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы В Электролиз воды Испытание модели ванны для электролиза воды из "Руководство к лабораторным работам по прикладной электрохимии" В электролизере на графитовом аноде происходит разряд ионов СГ и выделяется газообразный хлор. [c.165] Таким способом разрешается задача разделения образующихся при электролизе анодных и катодных продуктов (хлора и щелочи). [c.165] Наиболее распространенная ванна с ртутным катодом состоит из двух основных частей электролизера и разлага-теля амальгамы. В электролизере происходит собственно электролиз с ртутным катодом (получается хлор и амальгама щелочного металла), а в разлагателе, при действии воды, совершается разложение амальгамы натрия на едкую щелочь, водород и ртуть. Ртуть непрерывно циркулирует через всю систему. В электролизер поступает почти насы-щенный раствор хлористого натрия, который, проходя через электролизер, в процессе электролиза несколько обедняется. По выходе из электролизера обедненный раствор идет на насыщение, а затем снова вводится в электролизер. [c.165] В настоящее время существует взгляд, что амальгама натрия есть коллоидальный раствор натрия в ртути амальгама натрия, содержащая около 1% натрия, является уже вязкой, а выше—даже твердой. [c.165] Так как при применении этого способа катод должен быть легко подвижным, то необходимо работать только с разбавленными амальгамами, т. е. не допускать образования амальгамы с содержанием свыше 0,8% натрия это достигается регулировкой скорости циркуляции ртути и применением соответствующих катодных плотностей тока. [c.165] Определение содержания натрия в амальгаме обычно производится при помощи прибора Генина. Разложение амальгамы щелочного металла водой происходит за счет уменьшения запаса свободной энергии системы при переходе щелочного металла в ионное состояние, т. е. осуществляется электрохимическим путем. Этот процесс протекает чрезвычайно медленно. Скорость реакции значительно возрастает, если ввести в систему добавочный электрод с низким перенапряжением для водорода (железо, чугун, графит, уголь). [c.165] В современных ваннах энергия разложения амальгамы не используется, а применяется система- так называемого внутреннего короткозамкнутого элемента. Принцип этой системы состоит в следующем. Амальгама натрия, поступая в разлагатель, приходит в соприкосновение с находящимися там решетками из чугуна или железа и образует с ними короткозамкнутый элемент, ускоряющий разложение амальгамы. В настоящее время вместо чугунных решеток, которые довольно быстро амальгамируются, применяются графитовые пакеты (из отработанных анодных стержней). [c.166] В ваннах с ртутным катодом осуществлено идеальное, с теоретической точки зрения, разделение анодных и катодных продуктов. Но и в этих ваннах имеет место ряд побочных процессов, снижающих выход по току. [c.166] При низкой плотности тока, медленной циркуляции раствора или при наличии слишком концентрированной амальгамы на ртутном катоде начинают разряжаться ионы водорода. Этому явлению способствуют также частицы графита, падающие с анода на поверхность ртутного катода. Следует помнить, что выделение водорода означает возникновение соответствующего количества щелочи и вследствие этого гипохлорита и хлората (см. введение к данному разделу, стр. 143). [c.166] Образование водорода и загрязнение им получающегося хлора может привести к опасным взрывам. Обычно содержание водорода в хлоре составляет 2—3%, но, при плохой работе ванны, оно доходит до 5% в этом случае возможность взрывов увеличивается. [c.166] Несмотря на незначительную растворимость хлора в крепком рассоле, этот процесс снижает выход по току на 2—3%. [c.167] Существенным преимуществом способа с ртутным катодом является возможность непосредственно получать чистые, концентрированные растворы щелочи и отсутствие необходимости в химической очистке рассола. [c.167] К недостаткам способа следует отнести сравнительно более высокий расход электрической энергии (потенциал выделения натрия на ртути выше, чем водорода на железе) и значительное содержание водорода в хлоре, что создает опасность взрывов. [c.167] Баланс напряжения, наряду с балансом количества электричества (см. стр. 157), позволяет определить расход электрической энергии на основной процесс и выявить места и причины различного рода потерь энергии при электролизе. [c.167] Следует стремиться непосредственно измерять каждую из составляющих баланса, а не определять какую-либо из них по разности, так как это снижает точность баланса. [c.167] Потенциалы анода и катода измеряются во время электролиза при помощи соответствующих электролитических ключей, стандартного электрода (например, каломелевого или водородного) и любой компенсационной потенциометрической установки. [c.167] Падение напряжения в проводниках первого рода обычно вычисляется по размерам электродов, их удельному сопротивлению и проходящей силе тока. [c.168] Падение напряжения в контактах измеряется вольтметром или потенциометрической установкой. [c.168] При снятии балансов напряжения весьма важно правильно выбирать точки, в которые надлежит помещать при измерениях концы электролитических ключей. [c.168] К противоположному электроду измерения при ином каком-либо положении отверсгия ключа будут неправильны. [c.168] Вернуться к основной статье