Основные параметры электролитических процессов

В предыдущих главах при рассмотрении кислотно-основных процессов, электролитической диссоциации, различных термоди намических параметров, и в частности АС и ДЯ, а также восстановительного потенциала клеток мы сосредоточили внимание в основном на равновесных процессах, особенно на использовании констант равновесия /Сед. Теперь мы рассмотрим специальную область, посвященную исследованию скоростей и механизмов химических реакций, известную под общим названием кинетики. [c.322]

В предыдущих главах были рассмотрены равновесные состояния процессов внутри электролитов с участием ионов (электролитическая диссоциация, гидролиз, сольватация и т. д.) и процессов на электродах (электрохимические реакции и характеризующие их параметры— обратимые электродные потенциалы). Эти состояния не зависят от времени, к ним применимы оба основных закона термодинамики. Поэтому соответствующие закономерности называются термодинамическими, а раздел электрохимии, посвященный им, — термодинамикой электрохимических процессов. Для электродных процессов равновесие характеризуется отсутствием электрического тока. [c.572]

Химический состав стекла оказывает сильное влияние на основные характеристики стекол на кристаллизацию стекломассы, вязкость стекла, упругие свойства, термостойкость, а особенно на химическую стойкость и электрические параметры стекол. Прибавление щелочных окислов сильно понижает вязкость стекол и температуру размягчения. Стекла щелочного состава мало устойчивы к действию влаги и легко подвергаются процессам выветривания и гидролиза (выщелачивания). В сильной зависимости от химического состава, особенно в условиях нагревания, находятся электрические свойства стекол, так как с повышением температуры в стекле увеличивается подвижность ионов, в особенности одновалентных катионов, и растет электропроводность. Электропроводность повышается также от действия влаги, потому что она является функцией степени электролитической диссоциации и подвижности ионов при этом доминирующую роль играют катионы щелочных металлов благодаря своим малым размерам. [c.22]

В табл. 1 сопоставлены основные параметры трех наиболее энергоемких электролизных процессов. Отметим, что в настоящее время расход электроэнергии только на хлорный электролиз в США составляет 2% от всей производимой энергии [11]. Коррозия графитовых анодов при электролитическом производстве хлора и алюминия приводит к увеличению межэлектродного зазора и возрастанию расхода электроэнергии по мере изнашивания анодов. В последнее десятилетие было проведено существенное усовершенствование этих процессов, что привело к заметному снижению расхода электроэнергии. Одно направление работ связано с усовершенствованием электродов. В области производства алюминия это достигнуто изменением конструкции электролизера и анода, в области хлорного электролиза — заменой графитовых анодов малоизнашиваемыми оксидными рутениево-титановыми анодами [11]. Последнее, хотя и сыграло революционизирующую роль в хлорном производстве [29, не является оптимальным ввиду высокой стоимости и дефицитности исходных материалов. Поэтому исследование механизма хлорной реакции и создание новых типов анодов на основе неблагородных (все тех же углеродных) материалов остается одним из важнейших вопросов электрокатализа. Более совершенные аноды должны обладать высокой активностью при относительно низких плотностях тока (1000—1500 А/м ), что позволит провести дальнейшее снижение расхода электроэнергии [29]. [c.12]

В дополнение к общим сведениям, приведенным во введении (с. 8) по подбору параметров электролиза, для гидроэлектрометаллургических процессов следует учесть ряд особенностей. В гидроэлектрометаллургии практическое применение получили, в основном, сульфатные электролиты. Растворы хлоридов обладают более высокой электропроводимостью и позволяют работать при значительно более высоких плотностях тока. Однако выделение на аноде токсичного хлора связано с необходимостью герметизации ванны и осложняет процесс. В процессах рафинирования хлориды часто вводят в качестве добавки для активирования анодов, а также для повышения проводимости электролита. Нитратные растворы практически используют только для рафинирования, так как подбор анодов, стойких в этой среде, затруднителен. В некоторых случаях применяются и более сложные электролиты. В гидроэлектрометаллургии значительное внимание уделяется не только технологической, но и экономической плотности тока. Так, для получения меди и цинка исследования по установлению экономических плотностей тока были проведены еще вначале внедрения этих методов (для меди в 1909 г. П, М. Аваевым и в 1934 г. А. И. Гаевым и А. А. Булах для цинка в 1939 г. Ю. В. Баймаковым). В настоящее время такая работа проводится для процесса электролитического рафинирования никеля в связи с выяснением целесообразности повышения плотности тока в действующих цехах вместо увеличения мощности путем строительства новых цехов. [c.371]

Основным методом исследования кинетики электрохимических реакций является получение кривых, передающих связь между потенциалом электрода под током и плотностью тока. Эти кривые называются обычно I — е (или поляризационными) кривыми. Анализ формы поляризационных кривых, а также анализ характера их зависимости от состава раствора, температуры и других физико-химических параметров, позволяют получить довольно полные сведения о природе изучаемого электродного процесса. Поляризационные кривые снимают чаще всего по прямому компенсационному методу. В этом случае ка исследуемый электрод подается постоянный ток и измеряется установившееся значение потенциала или, точнее, значение разности потенциалов между исследуемым электродом и соответствующим электродом сравнения. При таком способе измерения (рис. 49) в величину потенциала включаются омические потери в контакте (кбод), в подводящем проводнике (до точки разветвления компенсационной и поляризационной схем — 180 ), в самом электроде ( еом) и в слое электролита между электродом и капиллярным концом электролитического соединительного ключа (збод). Омические потери напряжения в металлических проводниках обычно малы и их всегда можно или снизить до желаемой величины (увеличением сечения проводника, сокращением его длины и т. п.), или учесть на основании прямых измерений и расчетов. Падение напряжения в электролите труднее поддается учету и может составить заметную долю от всей измеряемой величины. Кабановым были предложены расчетные формулы, по которым можно получить ориентировочную величину омического падения напряжения, если известны геометрия электрода и способ подведения к нему электролитического ключа, а также удельная электропроводность раствора. Вследствие конечной скорости транспортировки ионов, слой электролита в непосредственной близости к электроду имеет состав, отличный от состава исходного раствора. Кроме [c.322]

Основным методом Исследования кинетики электрохимических реакций является получение кривых, передающих связь между потенциалом электрода под током и плотностью этого тока. Такие кривые называются обычно г—е- или поляризационными кривыми. Анализ формы поляризационных кривых и изучение характера их зависимости от состава раствора, температуры и других физикохимических параметров позволяют получить довольно полные сведения о природе данного электродного процесса. Поляризационные кривые снимают чаще всего по прямому компенсационному методу. В этом случае на исследуемый электрод подают постоянный ток и измеряют установившееся значение потенциала или, точнее, значение разности потенциалов между исследуемым электродом и соответствующим электродом сравнения. При таком способе измерения (рис. 60) в величину потенциала включаются омические потери в контакте кБош в подводящем проводнике еом (до точки разветвления компенсационной и-поляризационной схем) в самом электроде 2бом и в слое электролита между электродом и капиллярным концом электролитического соединительного ключа зБом. [c.396]

В процессе электролиза водных растворов хлорида натрия в одном аппарате получают три целевых продукта щелочь, хлор и водород. В настоящее время есть предложения [5] по раздельному учету затрат на получение этих продуктов. Однако на производстве используют устоявшийся способ расчета в качестве основного продукта принимают щелочь, а вырабатываемые хлор и водород учитываются как побочные, и их стоимость из затрат на производство щелочи вычитается. Калькуляция себестоимости электролитической щелочи цеха электролиза, оборудованного электролизерами с графитовыми и ОРТА анодами в пересчете на 100% NaOH, приводится в табл. 12 [13]. Как показывает анализ себестоимости, часть составляющих затрат вносит незначительный вклад в ее величину, например, азот, природный газ, асбест, бязь и т. п. Другая часть затрат не меняется при изменении управляющих воздействий в отделении электролиза, например, расходы соли, кислоты и т. д. Поэтому рекомендуется [5, 116] в качестве обобщенного показателя производственных процессов применять не себестоимость продуктов в целом, а меняющуюся ее часть — технологическую составляющую себестоимости. При этом в каждом конкретном случае необходимо проводить тщательный анализ себестоимости с целью правильной оценки ее технологической составляющей. Статьи затрат, которые входят в технологическую составляющую, должны прямо или косвенно выражаться через варьируемые параметры. Поэтому В1месте с действием обобщенного критерия для всего технологического отделения, для отдельных управлений возможно применение частных критериев, которые являются конкретизацией общего показателя на отдельные управления или процессы. Например, при определении оптимального значения уровня анолита электролизера технологическая составляю- [c.94]

В течение ряда лет в НИИ КВОВ АКХ им. К. Д. Памфилова проводились всесторонние исследования метода природы бактерицидного действия, сравнительной эффективности применения электролитического гипохлорита натрия и других хлорсодержащих соединений в технологических процессах очистки воды, оптимальных параметров процесса электролиза, конструктивных параметров аппаратуры, технико-экономических показателей и др. В настоящее время эти исследования в основном завершены, разработаны конструкции проточных электролизных установок и установок периодического действия различной производительности, освоено их промышленное изготовление. [c.128]

Электролитическое удаление покрытий Дефектные покрытия удаляются электролизом. из электролитов определенного состава. Процесс осуществляют в боль шинстве случаев на постоянном токе, но в некоторы случаях применяют и переменный. Рекомендуется ревер-сирование постоянного тока. Деталь подвешивается в качестве анода. Состав электролита должен быть таким, чтобы при выбранном режиме покрытие быстро растворялось и не разрушался основной металл. Электролиты применяются кислые и щелочные. В некоторых случаях для удаления одного и того же покрытия мо>кно исполь зовать электролиты обоих типов. Так делают, например при удалении цинковых, кадмиевых, серебряных и дру гих покрытий. Из условий режима работы наиболее важное значение имеют температура и плотность тока, влияющие не только на скорость растворения покрытия, но и на состояние поверхности основного металла после удаления покрытия. К сожалению, нельзя дать общих параметров оптимального/режима работы. Очень часто оптимальный режим процесса удаления покрытия устанавливается экспериментально для каждого отдельного случая. Считается выгодным ускорять растворение по-крытия повышением температуры и перемешиванием электролита, а не повышением плотности тока и повыше-нием напряжения. Срок службы электролитов разный у щелочных он больше, так как некоторые (например, цианистые) одновременно регенерируются (на аноде металл покрытия растворяется, а на катоде он может осаждаться). Кислые электролиты, особенно электролиты из концентрированных кислот, имеют меньший срок службы даже при условии их регенерации. Электролити ческие способы удаления покрытий также имеют недостатки. В результате плохой рассеивающей способности электролита и в связи с этим неравномерного распределения тока по поверхности детали на деталях сложной конфигурации покрытие растворяется неравномерно. На [c.44]