ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электросинтез пероксодвусерной кислоты и пероксида водорода из "Прикладная электрохимия Издание 3" Хлорная кислота принадлежит к числу наиболее сильных минеральных кислот. Она представляет собой весьма эффективный окислитель. Хлорная кислота используется для окисления органических и неорганических соединений, при обработке руд, в аналитической химии, гальванопластике, для получения перхлоратов и в других областях. [c.190] Следует отметить, что анодное окисление ионов хлора или молекулярного хлора вряд ли можно рассматривать как один электродный акт. По-видимому, процесс протекает через стадии образования промежуточных хемосорбированных кислородных соединений хлора. [c.190] Плотность тока. Анод может быть поляризован до высокого положительного потенциала только при высокой плотности тока, которая в процессе электросинтеза хлорной кислоты составляет 2,5 кА/м . [c.190] Состав раствора. Электрохимическое окисление соляной кислоты и хлора проводят в присутствии фонового электролита— 40%-ой хлорной кислоты. Концентрация исходной соляной кислоты зависит от температуры. [c.190] В случае электролиза при положительных температурах концентрация исходной соляной кислоты не должна превышать 0,1—0,2 экв/л. При повышении концентрации H I выход хлорной кислоты по току уменьшается, а ток расходуется на выделение хлора. Оптимальный выход H IO4 по току в этом случае составляет 60%. При снижении температуры в качестве исходного раствора можно использовать более концентрированные растворы соляной кислоты в хлорной кислоте. Так, при температуре —20 °С концентрация соляной кислоты может быть увеличена до 1,5—1,8 экв/л, а выход по току — до 80—85%. [c.190] При получении хлорной кислоты электрохимическим окислением хлора его концентрация в хлорной кислоте составляет около 3 г/л. [c.190] Пероксодвусерная кислота 1 28204 и ее соли — пероксодисуль-фаты являются сильными окислителями они представляют собой также полупродукты в производстве пероксида водорода. Практически вся пероксодвусерная кислота и большая часть пероксодисульфатов, получаемых электрохимическим методом, перерабатываются в пероксид водорода. Последний относится к числу важных препаратов и находит широкое применение как окислитель для отбеливания различных текстильных материалов и мехов, в целлюлозно-бумажной промышленности, медицине и т. д. [c.191] При выборе оптимальных условий электросинтеза пероксодвусерной кислоты и ее солей приходится учитывать не только протекание на аноде электрохимической реакции окисления аниона Н504 , но и поведение продуктов электролиза в объеме раствора. [c.191] Условия электролиза. Окисление аниона Н504 протекает при высоком положительном потенциале (3,0—3,3 В), поэтому в качестве материала анода с наибольшей эффективностью может быть использована гладкая платина, на которой перенапряжение кислорода высоко. Используют также платино-титановые аноды. С целью уменьшения износа платины в некоторых случаях применяют ее сплавы с небольшим количеством иридия. Катоды изготавливают из свинца или графита и охлаждают водой. [c.191] Плотность тока. Анод может быть поляризован до высокого положительного потенциала лишь при высокой плотности тока, которая в производстве пероксодвусерной кислоты составляет 5—10 кА/м . [c.191] Таким образом, в побочных реакциях, связанных с потерей активного кислорода, участвуют продукты гидролиза пероксодвусерной кислоты. Поэтому целесообразно проводить электролиз в малом объеме электролита, стремясь с большой скоростью выводить его из электролизера. [c.192] Таким образом, электросинтез пероксодвусерной кислоты должен протекать при высоких объемных плотностях тока, достигающих 0,5 кА/л. [c.192] Состав раствора. Выход пероксодвусерной кислоты в зависимости от концентрации исходной серной кислоты достигает максимума, соответствующего 700—800 г/л H2SO4. Понижение концентрации серной кислоты связано с возрастанием доли тока, расходуемой на побочную электрохимическую реакцию выделения кислорода на аноде. Характерно, что при повышении анодной плотности тока концентрация серной кислоты, при которой начинается образование пероксодвусерной кислоты, уменьшается. [c.192] Падение выхода по току в концентрированных растворах серной кислоты объясняется возрастанием скорости гидролиза пероксодвусерной кислоты. Практически в производстве пероксодвусерной кислоты используют растворы, содержащие 550— 25 г/л H2SO4, так как более концентрированная серная кислота обладает слишком малой удельной электропроводностью. [c.192] Верхний предел концентрации продукта электролиза — пер- оксодвусерной кислоты — ограничен скоростью реакции гидролиза в электролизере, которая резко возрастает по мере повышения концентрации продукта более определенного значения. Обычно на стадии электролиза получают растворы, содержащие от 250 до 300 г/л H2S2O8. [c.192] Температура подвергаемого электролизу раствора серной кислоты не должна превышать 15—17 °С. Повышение температуры вызывает увеличение скорости гидролиза цероксодвусер-ной кислоты в электролизере и падение вследствие этого вывода по току. Более низкие температуры электросинтеза пероксодвусерной кислоты поддерживать нецелесообразно, так как прн этом снижается электропроводимость раствора и возникают конструктивные трудности, связанные с обеспечением эффективного охлаждения в условиях высоких объемных плотностей тока. [c.193] Диафрагма. Электросинтез пероксодвусерной кислоты протекает в электролизерах с диафрагмой, которая препятствует попаданию продукта электросинтеза на катод и его восстановлению. В качестве материала для изготовления диафрагмы можно использовать керамику, а также пористый винипласт. [c.193] Вернуться к основной статье