ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электросинтез хлоратов из "Прикладная электрохимия Издание 3" Условия электролиза. В производстве гипохлорита натрия используют различные материалы для изготовления анодов — графит, магнетит, титан с осажденной на поверхность платиной, ОРТА. Наибольший интерес в настоящее время представляют ОРТА. [c.179] Выход гипохлорита по току зависит от потенциала ОРТА. Максимальный выход по току (98,0%) достигается при потенциале анода +1,6 В (отн. нас. каломельного электрода). [c.179] Плотность тока зависит от материала анода. При использовании графитовых анодов электролиз можно провести при плотностях тока до 1,4 кА/м . На платино-титановых анодах выход гипохлорита натрия по току практически не изменяется до достижения плотности тока 4 кА/ м . Оптимальной плотностью тока при электролизе с ОРТА является 1,5—2 кА/м . При повышении анодных плотностей тока выход гипохлорита натрия по току несколько снижается и возрастает выход хлората по току. [c.179] Состав раствора. Концентрация растворов гипохлорита натрия, получаемых в результате электролиза, зависит от концентрации исходного хлорида натрия. Чем выше концентрация подвергаемых электролизу растворов хлорида, тем более концентрированный гипохлорит может быть получен без уменьшения выхода по току. Это объясняется снижением потенциала разряда ионов хлора с ростом их концентрации, что позволяет накапливать в растворе гипохлорит, не опасаясь дальнейшего окисления анионов 0С1 . Поскольку для практического использования пригодны разбавленные растворы гипохлорита, применять концентрированные исходные растворы хлорида натрия экономически нецелесообразно. Обычно электролизу подвергают растворы, содержащие 50—100 г/л Na l, а в некоторых случаях — морскую воду. [c.179] При повышении pH раствора зона образования гипохлорита сдвигается в сторону анода, что благоприятствует попаданию ионов 0С1 на анод и их окислению до хлората. Кроме того, с увеличением pH облегчается побочная электрохимическая реакция выделения кислорода. [c.179] Для уменьшения потерь гипохлорита вследствие восстановления на катоде в раствор обычно вводят добавки бихромата натрия или калия (4—10 г/л). В результате адсорбции этих добавок на катоде потенциал восстановления гипохлорита смещается в сторону более отрицательных значений, чем потенциал выделения водорода, и потери гипохлорита в результате восстановления уменьшаются до 0,5—1,5%. [c.179] Температура раствора поддерживается в пределах 20— 25 С. Повышение ее снижает выход гипохлорита натрия по току вследствие увеличения доли тока на выделение кислорода за счет уменьшения его перенапряжения. Кроме того, увеличивается скорость побочной реакции образования хлората и уменьшается растворимость хлора в электролите. [c.180] Конструкция электролизера. Для электросинтеза гипохлорита натрия получают распространение электролизеры сравнительно небольшой мощности. Одна из таких конструкций представлена на рис. 2.47. [c.180] Корпус электролизера 1 выполнен из асбоцементной трубы диаметром 200 мм. На поддоне 2, изготовленном из нержавеющей стали, устанавливают два электролизера. Катод 3 изготовлен из нержавеющей стали. Внутренняя часть корпуса засыпана кусками магнетитовой руды 4 размером 1,5—5,0 см. В верхней части электролизера расположен анод 5. Электролит поступает в верхнюю часть одного электролизера, соприкасается с магнетитом и собирается в поддоне 2, откуда подается во второй электролизер 6 снизу вверх. Из второго электролизера раствор гипохлорита выводится по трубе. Напряжение на электролизере составляет 100 В. [c.180] Соли хлорноватой кислоты, или хлораты, находят широкое применение в органическом синтезе, пиротехнике, в производстве гербицидов, а также высших кислородных соединений хлора — перхлоратов. [c.180] Наибольшее значение имеют хлораты натрия и калия (бертолетова соль). [c.180] Условия электролиза. Промышленное производство хлоратов организовано с применением графитовых, а также некоторых металлоксидных анодов. Наиболее существенным недостатком графитовых анодов является их значительный износ, который зависит от плотности тока, pH раствора и температуры. Показано, что износ графитовых анодов резко возрастает в интервале анодных плотностей тока 0,8—1,0 кА/м , что соответствует превышению некоего критического потенциала, равного 1,6 В. Любое изменение условий электролиза, связанное с изменением потенциала графитового анода в сторону более положительных значений чем 1,6 В, вызывает резкое усиление износа. [c.181] Износ графитового анода резко возрастает при повышении температуры от 40 до 50 °С. При пропитке льняным маслом износ графитовых анодов уменьшается в 3 раза по сравнению с износом непропитанных анодов. В оптимальных условиях износ графитовых анодов составляет 6—8 кг/т хлората. [c.181] Значительно меньше разрушаются в процессе электросинтеза хлората магнетитовые аноды. [c.181] В последнее время в производстве хлоратов уделяется большее внимание применению ОРТА. Композиционное покрытие из оксидов рутения и титана может быть нанесено как на сплошную, так и на сетчатую титановые основы. [c.181] Весьма перспективными в производстве хлората являются аноды из электроосажденного на титановую основу диоксида свинца. Износ таких анодов в несколько раз меньше, чем износ графитовых анодов, и составляет 0,8—1,0 кг/т хлората. [c.181] Используются также титановые аноды, покрытые тонким слоем платины (несколько мкм). [c.181] Плотность тока зависит от материала анода. На графитовых анодах плотность тока должна соответствовать потенциал.у ниже критического. [c.181] Проведение электросинтеза хлората в более интенсивном режиме, т. е. при более высоких плотностях тока, возможно при использовании малоизнашивающихся анодов. Высокие выходы по току сохраняются при плотностях тока 1,5—3,5 кА/м на ОРТА, платино-титановых и диоксидносвинцовых анодах. [c.181] В связи с тем, что хлорат образуется в результате не только электрохимической, но и химической реакции, процесс характеризуется помимо электродной и объемной плотностью тока (или концентрацией тока). [c.181] Вернуться к основной статье