Электрохимический синтез продуктов на катоде

Большое положительное значение перенапряжения можно показать на примере электрохимического выделения водорода. Электродные потенциалы цинка, кадмия, железа, никеля, хрома и многих других металлов в ряду напряжения имеют более отрицательную величину равновесного потенциала по сравнению с потенциалом водородного электрода. Благодаря перенапряжению водорода на указанных выше металлах при электролизе водных растворов их солей происходит перемещение водорода в ряду напряжений в область более отрицательных значений потенциала и - становится возможным выделение многих металлов на электродах совместно с водородом с большим выходом металла по току . Так, выход по току при электролизе раствора 2п504 более 95%. Это широко используется в гальванотехнике при нанесении гальванических покрытий и в электроанализе. Изменением плотности тока и материала катода можно регулировать перенапряжение водорода, а значит и восстановительный потенциал водорода и реализовать различные реакции электрохимического синтеза органических веществ (получение анилина и других продуктов восстановления из нитробензола, восстановление ацетона до спирта и др.). Перенапряжение водорода имеет большое значение для работы аккумуляторов. Рассмотрим это на примере работы свинцового аккумулятора. Электродами свинцового аккумулятора служат свинцовые пластины, покрытые с поверхности пастой. Главной составной частью пасты для положительных пластин является сурик, а для отрицательных — свинцовый порошок (смесь порошка окиси свинца и зерен металлического свинца, покрытых слоем окиси свинца). Электролитом служит 25—30% серная кислота. Суммарная реакция, идущая при зарядке и разрядке аккумуляторов, выражается уравнением [c.269]

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ ПРОДУКТОВ НА КАТОДЕ [27] [c.206]

Электрохимический синтез неорганических продуктов на катоде получил значительно меньшее применение, чем электрохимический синтез на аноде. Это объясняется тем, что в большинстве случаев химические процессы восстановления оказываются дешевле электрохимических. [c.206]

Помимо растворимости в органическом растворителе и влияния на природу продуктов электрохимической реакции природа электролита определяется и предельными значениями электродных потенциалов, ниже которых данный электролит не участвует в электрохимических реакциях на катоде или аноде. Оценка этих характеристик электролита также важна при выборе электрохимической системы, применяемой в синтезе химических продуктов. Значения предельных потенциалов для некоторых электролитов и растворителей приведены в табл. 1У.6 [187]. [c.132]

Электрохимический синтез гидразина основан на окислении аммиака, протекающем при электролизе галогенидов в жидком аммиаке [260, 261] или в воде, либо на взаимодействии продуктов, образующихся на аноде и на катоде, приводящем к возникновению гидразина. [c.193]

Интересен способ электрохимического синтеза гексафторида серы. При этом можно исходить из сероводорода 1254], из элементарной серы 1255] или из хлоридов серы [226, 227]. В первом случае безводную плавиковую кислоту насыщают сероводородом под давлением и подвергают электролизу на никелевом аноде и стальном катоде при —15 °С. Для улучшения электропроводности НР должна содержать небольшие добавки фторида (--- 1%). Выход гексафторида серы при анодной плотности тока 230 А/м составляет 91—97% (чистота 5Рв 98—99,8%). При использовании в качестве исходного сырья элементарной серы, диспергированной в НР [255] или в КР-2НР [256], выход гексафторида ниже и колеблется в пределах 67—90% при чистоте продукта 80—95% [255] и даже до 99% [257]. [c.75]

Иногда электрохимический синтез проводят в присутствии органической фазы, не смешивающейся с раствором электролита, через который пропускается электрический ток. Органическая фаза играет роль экстрагента, извлекающего из раствора продукт электрохимического синтеза по мере его образования это устраняет возможность разложения продукта в результате участия в побочных химических или электрохимических реакциях. Так, щавелевая кислота может восстанавливаться на катоде или до глиоксиловой, или до гликолевой кислоты. Если хотят получить первое соединение, его надо выводить из электролизера путем экстракции, например дихлорэтаном. В противном случае глиоксиловая кислота будет восстанавливаться дальше, до гликолевой. [c.84]

В монографии дано описание аппаратуры и методов электрохимического синтеза органических соединений в форме, доступной для понимания экспериментатора, недостаточно подготовленного в области электрохимии. Автором приведено большое количество систематизированных методов электрохимического синтеза органических соединений, включающих всевозможные типы реакций на катоде и аноде, а также реакции неорганических промежуточных продуктов. Описания примеров синтеза сопровождаются пояснениями теоретического и практического характера и сравнениями величин выхода продуктов при получении другими методами. Использование монографии для справок облегчается наличием в ней таблицы. [c.5]

Под непрямым восстановлением органических соединений обычно подразумевают восстановление амальгамами щелочных металлов. Этот метод давно и довольно широко применяется в лабораторном органическом синтезе, а некоторые соединения восстанавливаются амальгамами и в промышленных масштабах. В связи с тем что в настоящее время во всех крупных странах мира преимущественное развитие получает электрохимический метод производства хлора и каустической соды с ртутными катодами, при котором в качестве промежуточных продуктов образуются огромные количества амальгам щелочных металлов и, в частности, амальгамы натрия [1, 2], все настоятельнее становится необходимость более широкого внедрения амальгамного способа восстановления органических соединений в промышленность. [c.219]

Электрохимические методы получения как неорганических, так и органических веществ отличаются простотой и большой чистотой образующихся продуктов по сравнению с химическими методами синтеза. Опи являются экономически целесообразными и перспективными в производстве, особенно в связи с дешевой электроэнергией в районах крупных гидроэлектростанций. Специальную область применения электролиз имеет в аналитической практике, папример, при количественном выделении металлов из раствора на катоде. [c.164]

В ГЛ. I и II были рассмотрены процессы электролиза, при которых под действием электрического тока происходит разложение продуктов на его составляющие части. Однако при помощи электрического тока можно осуществлять и синтез сложных неорганических и органических соединений. Такой процесс называется электрохимическим синтезом. В руководстве рассматриваются лишь процессы электрохимического синтеза неорганических соединений. Процессы электрохимического синтеза могут проходить как на аноде, так и на катоде или в объеме электролита в условиях взаимодействия электродных продуктов. Анодные процессы, получившие название электролитического окисления, протекают с потерей электрона, а на катоде процессы связаны с присоединением электрона и называются электровосстановительными. [c.135]

Недавно было осуш,ествлено электрохимическое получение смеси 2-(1,4,3,5-тетрагидро-2-пиридил)пропанола-2,2-(1,2,5,6-тет-рагидро-2-пиридил)пропанола-2 и 2-(2-пиперидил)пропанола-2 путем восстановления ацетона в присутствии пиридина на ртутном катоде [455]. (Гораздо раньше аналогичный синтез был проведен с использованием амальгам [456]). Выход продуктов составляет 95% в расчете на пиридин. Эфир б-цианвалериановой кисло- [c.57]

Однако для синтеза промежуточных продуктов нитробензола (любого АгЫОз, а не только анилина С5НбМН2, наиболее подходяицш является электрохимическое восстановление на катоде в кислой или щелочной среде (схема 18.1) [c.541]

Вспомним, наконец, пример электрохимического синтеза органического вещества, когда конечный продукт реакции зависел от выбора электрода и содержания в растворе ионов водорода (стр. 37). Оказывается причина этого — снова неодинаковая скорость отдельных стадий электродного процесса. Так, при использовании свинцового электрода в слабокислом растворе третья стадия процесса идет быстрее первых двух, и променчуточные продукты не успевают вступать в химическое взаимодействие между собой или перегруппировываться в результате образуется главным образом анилин. На платиновом катоде нри избытке кислоты в растворе третья стадия реакции идет настолько медленно, что выход анилина практически равен нулю. Таким образом, и в реакциях электрохимического синтеза главную роль играет кинетика электродных процессов. [c.43]

В ионселективпых катодах роль такой пленки играет катио-нитовая мембрана. Например, при электрохимическом синтезе гипохлорита натрия использование катода, покрытого катионитом марки КУ-2 В Ма-форме, позволяет существенно снизить потери продукта вследствие восстановления, что заменяет способ снижения выхода путем введения в раствор бихромата или хлорида кальция. Об эффекте применения ионитового катода при электросинтезе гипохлорита натрия можно судить по данным, приведенным на рис. 1.6 и в табл. 1.6. Из рис. следует, что накопление гипохлорита в случае применения ионитового катода приближается к теоретическому в наибольшей степени по сравнению с использованием других катодов, в том числе и при введении в раствор добавки СаС12. Выход по току при использовании ионитового катода удается повысить до 64%, а концентрацию гипохлорита — в 1,5—4 раза. [c.26]

Наиболее крупномасштабное промышленное производство органических продуктов представлено процессом электрохимического синтеза тетраэтилсвинца, осуществленного фирмой Ыа1ко (США). Электролизный цех, расположенный на открытой площадке, оснащен электролизерами, конструкция которых представлена на рис. VI.17 [229]. Электролизер устроен по принципу кожухотрубного теплообменника. Ряд стальных труб, являющихся одновременно катодами 7, помещен в общий кожух — рубашку 8 (рис. VI. 17, а), через которую циркулирует хладоагент, подаваемый по трубе 2 и отводимый по трубам 1 и 9. Внутри трубы 7 помещена диафрагма 13 из полипропиленовой сетки, которая отделена от трубы 7 спиральным распределителем 12. Пространство внутри диафрагмы заполняется свинцовыми гранулами 14, являющимися анодами. Подвод тока к ано- [c.185]

Отрицательное влияние органических веществ на кислородную деполяризацию может быть устранено путем защиты газодиффузионного катода специальной полупроницаемой пленкой. Это дает возможность в процессе электрохимического синтеза важного исходного продукта в производстве витаминов — дпа-цетон-2-кето-Ь-гулоновой кпслоты, протекающего на аноде при электролизе щелочного раствора диацетон-1-сорбозы, снизить потенциал катода за счет кислородной деполяризации от —1,2 - — 1,25 В (отн. н.в.э.) до —0,2 —0,25 В, а напряжение на электролизере — на 40% при сохранении выходов по веществу и току [269]. [c.227]

Пространственное разделение процессов окисления и восстановления, свойственное только электрохимическим методам, дает возможность одновременно получать по крайней мере два продукта. Проведение в одном электролизере процессов получения двух продуктов используется и в электрохимическом синтезе органических соединений [507]. Это сулит значительный экономический эффект, так как капитальные и эксплуатационные расходы распределяются между двумя продуктами. Описан совмещенный процесс восстановления на катоде в сернокислой среде азокси-бензола в бензидинсульфат и окисления на аноде антрацена до [c.67]

Для успешного проведения электрохимического органического синтеза необходимо правильно подобрать электрохимическую ячейку. Для электродных реакций существуют ячейки двух основных типов однокамерные (или неразделенные), в которых рабочий и вспомогательный электроды погружают в один и тот же раствор, и двухкамерные (разделенные или диафрагмеп-ные), в которых между катодом и анодом имеется полупроницаемая перегородка. Раствор в камере, содержащей анод, называется анолитом, а в камере, содержащей катод, — католи-том. Идеальная диафрагма должна быть химически инертна и непроницаема для растворителя, реагентов и продуктов, но должна пропускать ионы хотя бы одного вида, допуская лишь минихмальиую взаимную диффузию растворов. Читатель должен понимать, что идеальная диафрагма до сих пор не найдена, а выбор наиболее подходящей зависит от конкретной ситуации. Для лабораторных ячеек диафрагмы изготавливают из различных материалов, таких, как пористое стекло и керамика, или используют ионообменные мембраны. [c.47]

Однако уже предложен ряд совместных электрохимических синтезов. Общеизвестна ценность таких продуктов, как никотиновая кислота, или витамин РР (антипел-ларгическое средство), и Ы-ацетил-1,2,3,4-тетрагидро-хинолин, или кюзол (эффективный репеллент). Оба эти соединения могут быть синтезированы в одном электролизере с керамическими или пластмассовыми диафрагмами. При этом первое получается на аноде в результате окисления хинолина, а второе—на катоде в результате восстановления того же хинолина. На получение [c.71]

При электролитическом восстановлении водных растворов ЗОг, приводяихем к образованию на катоде сульфанов НгЗл, первичным продуктом реакции является гидросернистая кислота 1 28204. Последняя в сильнокислой среде распадается на сульфаны и сернистую кислоту. В работе подробно исследованы процессы, происходящие на обоих электродах. На основании полученных результатов обсуждается вопрос об электрохимическом синтезе сульфанов в больших масштабах предложена лабораторная аппаратура, которая позволяет одновременно получать сульфаны на катоде и персульфат аммония на аноде, процесс осуществляется непрерывно и с хорошими выходами по току. [c.133]

Реактив Гриньяра имеет огромное значение в органическом синтезе, но вместе с тем его строение не вполне выяснено, и поэтому электрохимические реакции магнийорганических соединений привлекают значительное внимание [2—10]. Было выяснено, что при электролизе RMgX образуются металлический магний, галогенид магния и углеводороды (последние за счет рекомбинации или диспропорционирования радикала R ). При электролизе фенилмагний-бромида на платиновых электродах наблюдалась люминесценция на аноде [4]. Электролиз реактива Гриньяра проводили также в системах с платиновым катодом и анодом из различных металлов алюминия, висмута, золота, никеля, серебра, олова, цинка, кадмия [7] и магния [3]. Из перечисленных материалов магний, алюминий, кадмий и цинк в условиях реакции корродируют. Так, среди конечных продуктов находили алюминий, преимущественно в виде алюминийалкила, а цинк и кадмий — в виде металлических порошков. По-видимому, сначала образуются металлалкилы, которые в случае алюминия стабильны, а в случае цинка и кадмия реакционноспособны. [c.370]

Например, при электролизе сточных вод производства антрахинонсуль-фокислоты полупродукт для синтеза многих антрахиноновых красителей) с применением жидкого ртутного катода происходит электрохимическая реакция десульфирования (во Сстановления) растворенной в воде антрахинон-сульфокислоты с образованием другого химического продукта — антрахинона. Последний, будучи нерастворимым в воде, выпадает в осадок и может быть утилизирован. [c.97]

Применение электрохимического метода для синтеза металлоорганических соединений, конечно, этим не исчерпывается. Например, при электролизе раствора бромистого бутила и элементарного брома в бутилацетате с применением оловянного анода и магниевого катода получается с почти 100%-ным выходом дибромид дибу-тилолова. Последний служит исходным продуктом синтеза окиси дубутилолова—стабилизатора синтетического высокомолекулярного соединения — поливинилхлорида. [c.124]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология