ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Производство хлорной кислоты из "Электрохимическая технология неорганических веществ" Хлорная кислота и ее соли, называемые перхлоратами, являются сильными окислителями. Хлорная кислота — одна из самых сильных неорганических кислот. [c.158] Безводная хлорная кислота представляет собой бесцветную подвижную жидкость, сильно дымящую на воздухе. Температура плавления безводной H IO4—102°С, температура кипения ПО С. При хранении она медленно разлагается, однако в присутствии легкоокисляющихся веществ может взрываться. Для повыщения стабильности хлорной кислоты в нее вводят ингибиторы, например трихлоруксусную кислоту или тетрахлорид углерода. Хлорная кислота окисляет элементарные фосфор и серу до фосфорной и серной кислоты. Бром, хлор, а также НВг и НС1 не взаимодействуют с H IO4 даже при нагревании. [c.159] В табл. 4.4 показано изменение удельного электрического сопротивления растворов хлорной кислоты от концентрации в ней H IO4. [c.159] Основным методом производства хлорной кислоты и ее солей в промышленных условиях в настоящее время является электрохимический. Хлорную кислоту получают электролизом растворов хлороводородной кислоты или хлора. [c.160] На катоде происходит выделение водорода. [c.160] В процессе электролиза растворов хлороводородной кислоты на аноде возможно образование хлора, кислорода и хлорной кислоты. В зависимости от условий проведения электролиза, таких как концентрация ионов хлорида, температура и применяемый анодный материал, скорость образования этих трех веществ в значительной степени может изменяться. Образование хлорной кислоты наблюдается только в разбавленных растворах хлороводородной кислоты. [c.160] На рис. 4.13 представлены зависимости выхода по току продуктов электролиза от концентрации хлороводородной кислоты в растворе, подвергаемому электролизу. Наиболее высокие выходы по току имеют место при концентрации хлороводородной кислоты 0,8—2,0 кмоль/м . Процесс окисления НС1 происходит через ряд промежуточных стадий с образованием кислородных соединений хлора. [c.160] На рис. 4.14 приведена зависимость плотностей тока, расходуемого на образование IO4 и I2, а также общей плотности тока от концентрации НС1 в электролите при проведении электролиза при температуре —20 °С. Повышение температуры приводит к резкому увеличению выделения хлора при более низких концентрациях НС1 в электролите. [c.160] Электрохимический синтез хлорной кислоты протекает при высоком анодном потенциале (выше 2,5 В), поэтому в качестве анодного материала необходимо использовать металлы с высоким перенапряжением выделения кислорода. Учитывая высокую коррозионную активность H IO4, наиболее подходящим анодным материалом в данном случае является платина или титан с платиновым покрытием. [c.160] В процессе электросинтеза H IO4 анод может быть поляризован до высокого положительного потенциала только при высоких плотностях тока —до 2,5 кА/м . [c.160] Технологическая схема производства хлорной кислоты включает следующие основные стадии приготовление электролита, электролиз, вакуумная дистилляция и получение безводной кислоты. [c.161] Содержание примесей в хлорной кислоте зависит от чистоты исходной хлороводородной кислоты, а также от типа конструкционных материалов электролизеров, трубопроводов и вспомогательной аппаратуры. С целью уменьшения содержания ионов хлорида в получаемой хлорной кислоте обычно используют каскад электролизеров, в котором осуществляется более полное окисление хлорид-ионов до H IO4. [c.161] При получении хлорной кислоты путем анодного окисления хлора удается обеспечить очень высокое качество H IO4, так как с хлором в электролит не вводится никаких примесей. [c.161] Полученную хлорную кислоту с температурой около 90 °С направляют в холодильник и далее через вакуумный приемник в виде 60—70%-го раствора подают в сборник готового продукта. [c.162] При получении безводной хлорной кислоты используют процесс обезвоживания раствора хлорной кислоты олеумом с вакуумной отгонкой НС1О4 в обогреваемом аппарате из кварцевого песка. [c.162] Для оснащения стадии электролиза может быть использован электролизер фильтр-прессного типа на нагрузку 5 кА, включающий четыре анодных и пять катодных рам, выполненных из винипласта. Рамы отделены друг от друга сетчатыми диафрагмами нз полимерных материалов. Катоды электролизера выполнены из серебра, а аноды — нз платиновой фольги. В процессе электролиза при плотности тока 2,5 кА/м выход по току составляет около 60%, а напряжение на ячейке — 4,4 В. [c.162] Все работы, связанные с использованием хлорной кислоты и ее солей, требуют большой осторожности. При наличии примесей в хлорной кислоте возможен самопроизвольный распад кислоты со взрывом. [c.162] Попадание хлорной кислоты на кожные покровы приводит к болезненным химическим ожогам. [c.162] Хранить и перевозить хлорную кислоту разрешается только в виде водного раствора с концентрацией не более 70% НСЮ4. В случае необходимости применения безводной или концентрированной хлорной кислоты, последнюю готовят непосредственно перед использованием. Срок хранения концентрированной кислоты крайне ограничен, особенно при потемнении жидкости из-за окрашивания ее продуктами разложения. [c.162] Вернуться к основной статье