Электролит, электроды, диафрагмы

Электролит, электроды, диафрагмы [c.340]

Нагрузка на ванну рафинирования никеля составляет 10 кА температура электролиза 60" С. Среднее напряжение на ванне 2,82 В, в том числе электродная поляризация 0,786 В, потери напряжения в электролите и диафрагме 1,483 В, в электродах 0,069 В, во внешних контактах 0,119 В, в катодной и анодной штангах 0,343 В. [c.271]

В электролитической ячейке (рис. 2) пространство между анодом и катодом разделено диафрагмой. Она препятствует смешению газов, а также проникновению газонаполненного электролита к противоположному электроду. Диафрагма должна иметь малое электрическое сопротивление, хорошо смачиваться электролитом (иначе в ее порах будут. накапливаться пузырьки газов и электрическое сопротивление ее увеличится), быть. прочной Е щелочном электролите при температуре около 100° С. В. настоящее время во всех из вестных электролизерах применяют диафрагмы из асбестовой ткани (хризотиловый асбест). Используют также комбинированные диафрагмы, в которых нити утка усилены металлической проволокой. [c.14]

С увеличением плотности тока возрастают перенапряжение на аноде и катоде, потери напряжения в электролите, диафрагме и металлических проводниках. Так как с ростом плотности тока увеличивается газонаполнение электролита, потери напряжения в электролите возрастают в большей мере, чем увеличивается плотность тока. Потери напряжения в металлических деталях и диафрагме пропорциональны плотности тока. Перенапряжение на электродах возрастает пропорционально логарифму плотности тока, однако абсолютная величина роста перенапряжения невелика. Основное значение для роста напряжения на ячейке с увеличением плотности тока имеют потери напряжения в электролите и диафрагме. С ростом плотности тока возрастает разница концентраций электролита у катода и анода и величина электродвижущей силы концентрационной и диффузионной поляризации, однако абсолютное значение этих величин тоже невелико. [c.59]

С ростом плотности тока напряжение на ячейке увеличивается в основном за счет тех составляющих его баланса, которые сильно зависят от температуры. Поэтому при высоких плотностях тока, когда доля перенапряжения на электродах и потери напряжения в электролите и диафрагме в общем балансе напряжения на ячейке больше, чем при низких плотностях тока, значения температурного коэффициента напряжения на ячейке выше. При очень малых плотностях тока значения составляющих общего напряжения на ячейке, сильно изменяющихся в зависимости от температуры, невелики и изменение напряжения на ячейке меньше зависит от температуры. [c.62]

Определим падение напряжения в электролите. Платиновые электроды, опущенные в регенерируемый раствор, показывают величину окислительно-восстановительного потенциала, значение которого относительно мало отличается в католите и анолите при неполной регенерации раствора). Поэтому разность между потенциалами платиновых электродов, расположенных по обе стороны диафрагмы при прохождении электрического тока, равняется омическому падению напряжения в диафрагме при расположении же платиновых электродов у поверхностей анода и катода разность их потенциалов можно считать суммой падений напряжения в электролите и диафрагме. Тогда падение напряжения в растворе [c.251]

Практическое напряжение Ед выше теоретического значения Е из-за перенапряжений на катоде и аноде, потерь напряжения в электролите и диафрагме в др. Величина перенапряжения на электродах зависит от материала и состояния их поверхности. В промышленных электролизерах при использовании в качестве электролита едкого кали для анода применяют никель, который мшо корродирует в присутствии атомарного кислорода, а для катода - железо. Потери напряжения в электролите зависят от свойств и температуры электролита, плотности тока и расстояния между электродами. Суммарное перенапряжение при температуре электролита 360 К и указанных выше материалах электродов равно [c.42]

Как уже было отмечено, водородный электрод может стать технически и экономически пригодным лишь в том случае, когда он будет удовлетворять совершенно определенным техническим условиям, касающимся температуры, давления газа, срока службы и значения pH. Со своей стороны, эти условия определяются требованиями, предъявляемыми как к водородно-кислородному элементу в целом, так и к отдельным его частям. Хотя эта книга целиком посвящена новому водородному диффузионному электроду, для понимания его функций необходимо остановиться на элементе в целом. На фиг. 4 приведено простейшее устройство, использовавшееся в первых опытах. Сосудом в нем служит Н-образная стеклянная трубка, форма которой обладает тем преимуществом, что даже без обычно располагаемой между электродами диафрагмы выходящие из катода пузырьки кислорода не могут попасть на анод и повредить ему. Однако относительно большое сопротивление электролита этого устройства неприемлемо, так как по мере совершенствования электродов их поляризация уменьшается и становится сравнимой с падением напряжения в электролите или даже меньше. Поэтому позднее, когда удалось добиться [c.20]

Падение напряжения в электролите и диафрагме измеряется при помощи двух электролитических ключей, двух стандартных электродов и той же потенциометрической установки. Концы электролитических ключей помещаются в тех точках ванны, между которыми определяют напряжение [c.167]

Каждый колокол 4 представляет собой узкую коробку, имеющую небольшой купол 5 с отверстиями 6 для выхода газа. Колокола опущены в электролит. К краю каждого колокола 4 прикреплена диафрагма 7 из асбестовой ткани, окружающая электрод. Диафрагма отделяет анодные продукты электролиза от катодных. [c.186]

Так как электролиз ведут обычно при возможно более низких температурах, влияние испарения металлов невелико. Потери, связанные с протеканием побочных реакций (взаимодействие продуктов электролиза с материалом электродов и электролизера) можно значительно снизить, подбирая соответствующие электролит и материалы для футеровки электролитов, электродов, диафрагм. [c.119]

Падения напряжения в электролите и диафрагме обычно составляют заметную долю в общем напряжении на ячейке. Падение напряжения на преодоление сопротивления электролита зависит от плотности тока в электролите, длины пути тока и удельного сопротивления электролита. Если электроды плоские и расположены параллельно друг другу, потерю напряжения в электролите можно определить из уравнения [c.61]

С ростом плотности тока напряжение на ячейке увеличивается в основном за счет возрастания тех составляющих баланса напряжения, которые в большей степени зависят от температуры. Поэтому при высоких плотностях тока, когда на долю перенапряжения на электродах и на потери напряжения в электролите и диафрагме приходится большая часть общего баланса напряжения на ячейке, чем при низких плотностях тока, температурный коэффициент напряжения на ячейке выше. При очень малых плотностях тока значение этих составляющих общего напряжения на ячейке невелико, поэтому изменение напряжения на ячейке в зависимости от температуры меньше. [c.67]

Практически потребляется значительно больше энергии (4,2—5 квт-ч), что является следствием перенапряжения на электродах (см. стр. 49) и омического сопротивления электролита и диафрагмы. Напряжение на клеммах, как правило, должно быть больше 2 в на ячейку. Разделение анодного и катодного пространств посредством диафрагмы (в большинстве случаев асбестовой) необходимо для предотвращения перемешивания газов, выделяющихся на обоих электродах, так как для уменьшения падения напряжения в электролите электроды располагают возможно ближе. [c.45]

Элемент собран в пластмассовом корпусе. Нижняя часть корпуса заполнена активной массой отрицательного электрода, представляющей собой амальгамированный цинковый порошок, смешанный с загустителем. Последний содержит щелочной электролит и крахмал. Над цинковым электродом расположена пастовая диафрагма, состоящая из щелочного электролита, загущенного крахмалом и пшеничной мукой. При изменении влажности воздуха такая паста не должна ни высыхать, ни намокать. При намокании пасты раствор будет проникать в поры положительного электрода, снижая его работоспособность. Электролит, используемый для приготовления пасты, представляет собой концентрированный раствор едкого кали, насыщенный окисью цинка и содержащий небольшое количество хромовых солей. [c.23]

Известны также сетчатые (рис. 1У-3, г) и пластинчатые электроды (рис. 1У-3, (3), однако они не нашли промышленного применения. Представленный на рис. 1У-3, е жалюзийный электрод предназначен для электролизеров без диафрагм. Однако получить чистые газы в бездиафрагменных электролизерах с жалюзийными электродами не удалось из-за распространения мелких пузырьков водорода в щелочном электролите. [c.117]

Электролизеры работают без диафрагмы выход цинка по току в кислом электролите достаточно высок и в разделении электродных пространств нет необходимости. Размеры электродов обычно составляют Л X / = ЮОО X 650 мм ванны имеют уже установившиеся в практике высоту и ширину (1—1,5 м и 1 м), а длина зависит от числа электродов и колеблется в пределах 2—3 м. [c.276]

Аналогичным образом на.ходят падение напряжения в электролите с той разницей, что капилляры ключей прижаты к симметричным центральным точкам электродов этот вариант измерительной схемы показан на рис. 25.1. При подобном расположении капилляров, естественно, замеряется суммарное падение напряжение в электролите и в одной или двух диафрагмах, в зависимости от конструкции электролизера. Зная падение напряжения в диафрагмах, находят искомое падение напряжения в электролите. [c.159]

При проведении определений этим методом внешнее напряжение не накладывают. Платиновый рабочий электрод накоротко замыкают с анодом, потенциал которого является достаточным для восстановления определяемого иона. В таком случае анод чаще всего погружают в другой электролит и для предотвращения явлений цементации катодное и анодное пространства разделяют диафрагмой. В качестве анодов часто применяют относительно неблагородные металлы, погруженные в электролиты с определенным значением pH. [c.149]

Определим падение напряжения в электролите Платиновые электроды, опущенные в регенерируемый раствор, показывают величину окислительно-восстановительного потенциала, значение которого относительно мало отличается в католите и анолите (при неполной ре генерации раствора). Поэтому разность между потенциалами платино вых электродов, расположенных по обе стороны диафрагмы при прохождении электрического тока, равна омическому падению напряже [c.261]

Когда электролит хлорного электрода отличается составом своих катионов от расплава, в котором находится исследуемый металл, на разделяющей их пористой диафрагме возникает диффузионный потенциал. Как показали расчеты, диффузионные потенциалы имеют величины порядка Ю- —10 В, если удельная электропроводность расплавленных солевых электролитов равна 1 Ом- -см и выще. Диффузионные потенциалы можно не принимать в расчет. [c.89]

Электрохимический процесс осуществляют в электрохимических устройствах. Если какие-либо химические вещества получают при пропускании через раствор или расплав электролита электрического тока от внешнего источника, то электрохимическое устройство называют электролизером. Если же с помощью электрохимического устройства вырабатывают электрическую энергию, то такое устройство называют гальваническим элементом или химическим источником тока (ХИТ). Любое электрохимическое устройство включает одну или несколько электрохимических ячеек, в которых размещаются электроды, электролит и, при необходимости, разделительные перегородки диафрагмы, мембраны, сепараторы. Конструкция электрохимической ячейки определяется ее функциональным назначением, размерами, условиями эксплуатации. [c.6]

Электрохимическое производство химических продуктов составляет большую отрасль современной химической промышленности, Среди крупнотоннажных электрохимических производств на n piiOM месте стоит электролитическое получение хлора и щелочей, которое основано на электролизе водного раствора поваренной соли. Мировое электролитическое производство хлора составляет —30 млн, т в год. Хлорный электролиз принадлежит к числу наиболее старых электрохимических производств, начало ему было положено еще в 80-х годах прошлого века. В настоящее время используют два метода электролиза с ртутным катодом и с твердым катодом (диафрагменный метод). На ртутном катоде разряжаются ионы Na+ и образуется амальгама, которую выводят из электролизера, разлагают водой, получая водород и щелочь, и снова возвращают в электролизер. На твердом катоде, в качестве которого используют определенные марки стали с относительно низким водородным перенапряжением, выделяется водород, а электролит подщелачивается. Диафрагма служит для предотвращения соприкосновения выделяющегося на аноде хлора со щелочным раствором. На аноде обоих типов электролизеров выделяется хлор, а также возможен разряд ионов гидроксила и молекул воды с образованием кислорода. Материал анода должен обладать высокой химической стойкостью, В качестве анодов используют магнетит, диоксид марганца, уголь, графит, В последнее время разработаны новые малоизнашиваемые аноды из титана, покрытого активной массой на основе смеси оксидов рутения и титана. Эти электроды называются оксидными рутениевотитановыми анодами — ОРТА, [c.271]

При электролизе щелочных растворов с электродами из железа или никеля на аноде образуются крупные пузырьки кислорода, быстро поднимающиеся ВЕ ерх и уходящие в соответствующий трубопровод. У катода же образуются мелкие пузырьки водорода, которые пронизывают всю толщу электролита, повышая его сопротивление и тем самым увеличивая расход электроэнергии. Для удаления пузырьков из электрюлита электроды выполняют двойными к о новиому электроду с иекоторым зазором подвешивают два вы-нос ых. Работающими являются лишь наружные, "прилегающие к диафрагме стороны выносных электродов именно у этих работаю-щи) поверхностей и образуется газовыделение (рис. 7.4), В зазорах между основным и выносными электродами газовых пузырьков нет, поэтому находящийся в этих зазорах столб электролита тяжелее газонаполненной жидкости у диафрагмы. В результате образуется циркуляция электролита более легкий электролит у диафрагмы поднимается вверх, унося с собой газовые пузырьки. [c.336]

Электролит —25%-ный раствор КОН его температура поддерживается в пределах 110—120°С. Некоторые характеристики электролизера Зданского — Лонца приведены также в табл. 2.1. В современной литературе описаны и другие конструкции, например, с пористыми электродами, диафрагмами из синтетических материалов, в том числе и с ионообменными мембранами. [c.135]

Представим себе воду, в которой имеется только соль Na l и больше никаких примесей. Соль диссоциирует на ионы Na и С1 , а вода, хоть и слабо, тоже диссоциирует на ионы Н и ОН" следовательно, у нас имеется электролит. Опустим в него электроды, подадим на них напряжение — на левый плюс (анод), на правый минус (катод), а кроме того, поставим между электродами перегородку-диафрагму, отделяющую анодное пространство от катодного (левое от правого). Что произойдет Через электролит потечет ток положительно заряженные ионы устремятся к катоду, отрицательно заряженные — к аноду Ионы Н и ОН"—маленькие, юркие и двигаются они быстрее более крупных ионов Na" и С1" следовательно, из анодного пространства быстро уйдут ионы ОН , превратившись на аноде в кислород и воду, а из катодного — ионы Н , которые на катоде превратятся в водород. Поскольку наш электролит разделен диафрагмой, она не пропустит ионы ОН из правого объема к аноду, а ионы Н из левого объема — к катоду. В результате в левом (анодном) объеме будет много ионов Н , которые с ионами I образуют соляную кислоту НС1. В правом (катодном) объеме окажется много Ионов ОН", которые с ионами Na" образуют щелочь NaOH. Что же у нас получилось В анодной половине — слегка кислотная среда, она же — мертвая вода, в катодной половине — слегка щелочная среда, она же — вода живая . Словом, мы получили активированную воду. [c.105]

Электролиз можно проводить периодически и непрерывно. В первом случае постоянный ток пропускают через электролит до тех пор, пока все исходное вещество или определенная часть его не восстановится пли пе окислится в целевой продукт. Затем электролит сливают, ванну заполняют свежей порцией электролита и исходного вещества и вновь проводят электролиз. Если электролит, содержащий исходное вещество, непрерывно поступает и отводится из электролизера, электролиз называется непрерывным. Продолжительность непрерывной эксплуатации электролитической ванны в это.м случае определяется сроком службы электродов, диафрагм или какими-либо другими факторами, пе связапнымп с составом раствора. При непрерывном электролизе электролит может подаваться одновременно в несколько электролитических ваин (параллельное питание). В тех случаях, когда выход по току зависит от концентрации конечного и исходного веществ, целесообразно пропускать электролит последовательно через ряд электролизеров, установленных каскадом. В последних электролизерах каскада выход по току иеве-.лик (из-за низкой концентрации исходного вещества и большой концентрации конечного), однако благодаря высокому выходу по току в первых электролизерах средний выход всего каскада достаточно хорош. Электролизеры можно включать в цепь последовательно или параллельно. Ряд электролизеров, соединенных последовательно, образуют серию, напряжение в которой равно сумме напряжений в каждой ванне плюс падение нанрян<ения в токопод-водящих шипах и контактах. [c.37]

Набивной элемент, в отличие от предыдущего, снабжен диафрагмой из бумаги или картона, которая расположена между электродами. Электролит удерживается в порах диафрагмы. В процессе изготовления набивных элементов активная масса, окружающая угольный стержень, дополнительно подпрессовывается внутри элемента. При этом уменьщается расстояние между катодом и анодом и в элементе создается повышенный запас активного вещества. [c.25]

Л /д, Дб э, Д кокт — падение напряжения соответственно в электролите, диафрагме, электродах и контактах, В (заметим, что г = Е — < о). [c.156]

Значения а и к находят непосредственным замером относительно оксиднортутного электрода сравнения. Так же, но с использованием двух электродов сравнения измеряют падение напряжения в электролите Д /эл и диафрагме Д 7д (методика измерения дана ниже). Падение напряжения в контактах Д конт измерить сложно, поэтому его определяют по разности напряжения на электролизере V и сумму остальных составляющих. [c.157]

Стандартный потенциал основной анодной реакции составляет 0,56 В. На электродах протекают также побочные реакции на аноде — образование кислорода, на катоде — восстановление К2МПО4. Позтому выход по току всегда оказывается меньше 100 %, а выход по веществу сохраняется при этом весьма высоким, так как продукты упомянутых побочных реакций не загрязняют электролит. С увеличением концентрации К2М.ПО4, уменьшением температуры электролита и анодной плотности тока выход перманганата калия возрастает. В промышленности, однако, электролиз проводят при повышенной температуре, что позволяет несколько улучшить массоперенос и снизить напряжение на э.чектролизере. Для снижения потерь манганата вследствие восстановления его на катоде последний заключают в чехол из химически стойкой ткани, а также уменьшают поверхность катодов. Возможно применение микропористой диафрагмы, В этом случае поверхности катодов и анодов могут быть одинаковыми. [c.192]

Потенциал поляризованного электрода, когда начинается пе-тферывное разряжение ионов, называют потенциалом разряжения (выделения, растворения) катода или анода соответственно. По-тенццал разложения, перенапряжение и потенциал разряжения зависят от концентрации раствора, его pH, материала, формы, размеров и характера поверхности электродов, температуры, плотности тока и других факторов. С увеличением площади катода (анода) прн прочих равных условиях уменьщаются плотность тока и перенапряжение. Перенапряжение вызывает увеличение расхода электроэнергии при электролизе и нагревание электролитической ванны. Перенапряжение имеет максимальное значение, когда продукты электролиза — газообразные вещества, например при электролизе воды с использованием 30%-ного раствора КОН шод действием тока протекает реакция Н2(ж) = Нг(г)+7202(г). которая является сум- мой катодной и анодной реакций 2Н20(ж)+2е = Н2(г) + 20Н- и 20Н- = Н20(ж) +7202(г)+2е. В биполярной ванне с железными катодом и анодом при 0° С и давлении газов 760 мм рт. ст. и плотности тока 1000 А/м2 электролиз идет при напряжении 2,31 В. В этих условиях °г.э= 1,233 В Т1к = 0,2 В т]а = 0,22 В падение напряжения. в электролите, диафрагме и проводниках первого рода 0,65 В. Следовательно, к. п. д. напряжения около 53%. Если принять, что на выделение 1 г-экв водорода, занимающего в газообразном состоянии при давлении 760 мм рт. ст. и 0°С 11,2 л, требуется 96 487 КлХ 202 [c.202]

Очень важно анодную и катодную камеры ячейки разделить таким образом, чтобы анолит и католит не смешиаались. Для этой цели можно применять диафрагму из пористого стекла, не мешающую миграции то-копроводящйх электролитов, но препятствующую диффузии католита и анолита. Обычно вспомогательный электрод фиксируют в стеклянной трубке со стеклянным пористым дном (типа фильтрующего стеклянного тигля), содержащей электролит, и все вместе погружают в испытуемый раствор, в котором находятся рабочий (генераторный) и индикаторные [c.210]

Кадмиевортутный электрод готовят сплавлением кадмия со ртутью, для этого в нагретую под слоем древесного угля до 200° С ртуть вводят кадмий. Кадмиевортутный сплав ( =125°С) выливают в форму, после чего поверхность отлитого электрода тщательно зачищают, а обратную сторону и боковые стенки экранируют плексигласом. Все работы со ртутью проводят в вытяжном шкафу. Свинцовый (6% ЗЬ) электрод, служащий в дальнейшем анодом, погружают в хлориновую диафрагму, предварительно уплотненную кипячением в воде в течение 15 мин. После этого исследуемые катод и анод помещают в электролизер. Засасывают в бюретку рабочий электролит. Собирают установку по схеме, показанной на рис. 55, и включают ток. Продолжительность каждого опыта 1 ч. [c.106]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология