Диафрагмы, ионообменные мембраны

Ионообменные смолы выпускают виде зерен и гетерогенных и го- могенных мембран (диафрагм). Ионообменные мембраны потребляются в незначительных количествах, однако их использование растет. [c.214]

Для разделения катодной и анодной камер, а также во избежание смешивания растворов в электрохимической ячейке используют различные сепараторы (диафрагмы, ионообменные мембраны МК-40, КУ-17, АВ-17, стеклянные фильтры, уплотненные гелем кремневой кислоты, и др.). Разделение электрохимических ячеек с помощью диафрагм и ионообменных мембран снижает влияние продуктов электродных реакций па погрешность анализа, однако возрастает сопротивление ячейки. Если продукт, образующийся в результате электрохимической реакции, не оказывает влияния на погрешность анализа, то можно использовать электрохимическую ячейку с неразделенными камерами. Так, при добавлении в анализируемый раствор сульфата гидразина в качестве анодного деполяризатора на электроде образуется азот, который не участвует в электрохимической реакции, протекающей на катоде. Другим примером, является использование серебряного анода при определении галогенидов. [c.36]

Известны четыре принципа разделения продуктов Для предохранения их от перемешивания вследствие разности плотностей католита и анолита, с помощью погруженной диафрагмы, фильтрующей диафрагмы и ионообменной мембраны. Первые два способа устарели. Принятым в производстве способом является разделение с помощью фильтрующих диафрагм. Ионообменные мембраны начинают применяться только в последние годы. [c.19]

ДИАФРАГМЫ, ИОНООБМЕННЫЕ МЕМБРАНЫ [c.38]

Э. может быть снабжен устр-вами для охлаждения или теплоизоляции. При необходимости исключить взаимод. продуктов, образующихся на катоде и аноде, примен. Э. с диафрагмами (из асбеста, керамики или пластмассы) или с мембранами. Наиб, эффективны ионообменные мембраны, проницаемые только для ионов одного знака, что обеспечивает высокую чистоту продуктов электролиза. [c.699]

При использовании электрохимически активных (ионообменных) диафрагм повышается эффективность процесса и снижается расход электроэнергии. Ионообменные мембраны проницаемы только для ионов, имеющих заряд того же знака, что и у подвижных ионов. [c.98]

Для получения чистой каустической соды, не содержащей хлорида натрия, которая удовлетворяла бы требованиям вискозной промышленности, кроме электролиза хлорида натрия с ртутным катодом предложен ионообменный метод электролиза. Сущность метода заключается в том, как видно из рис. 39, что процесс электролиза хлорида натрия осуществляется в электролизерах с твердым катодом с использованием взамен асбестовой диафрагмы селективной ионообменной мембраны, которая пропускает ионы натрия в катодное пространство и препятствует прохождению туда ионов хлора. Диафрагма препятствует также прохождению ионов гидроксила из катодного пространства в анодное. [c.116]

Концентрационная ячейка представляет собой сосуд, разделенный двумя диафрагмами на три части. В периферийных частях сосуда находится морская вода, в центральном отсеке — пресная вода. Стенками центрального отсека являются катионная и анионная ионообменные мембраны. [c.341]

Описанные диафрагмы пригодны для большинства целей. Можно использовать в качестве материала для диафрагм ионообменные смолы ионитовые мембраны выпускаются под названием Амберплекс 17]. Эти мембраны имеют такую же электропроводность, как 0,1 н. раствор хлористого калия, и оказывают [c.41]

Ионообменные мембраны также используются в качестве разделительных перегородок, однако их отличие от диафрагм заключается в способности пропускать преимущественно ионы одного сорта, препятствуя проникновению в мембрану других ионов. Ток через идеальную (неразбухающую) мембрану, представляющую собой твердый электролит, переносится только одним сортом собственных ионов и должен определяться миграционной составляющей уравнения (2.23). В случае набухающей мембраны в ее объем попадают разделяемые растворы, и в переносе тока начинают участвовать другие ионы, имеющиеся в растворе. В этом случае полный ток, проходящий через раствор, пропитывающий мембрану, будет равен [c.38]

В настоящее время все более широкое применение в качестве диафрагм во многих электрохимических процессах находят ионообменные мембраны [7—11]. Цель данной работы — изучение анодного растворения золота с катионитовой мембраной. Опыты проводились в 6-камерном электролизере, изготовленном из органического стекла, с мембранами МК-40 (рис. 1). Рабочая поверхность мембран в камерах/—F7 составляла соответственно 10, 20, 40, 60, 80, 100% от рабочей поверхности анода. Анодом служило золото 930 пробы, катодом — золотая фольга. Анодное и катодное пространства заливались соответственно 8 н. и 4 н. раствором соляной кислоты. [c.254]

Ионообменные мембраны. В технологии электрохими ческого получения газов, например кислорода и водорода, подвергают электролизу водный раствор соли. Для того чтобы выделяющиеся газы не смешивались, электроды изолируют от раствора пористыми, диафрагмами., препятствующими перемешиванию газов, но пропускающими ионы электролита. Диафрагмы изготовляют из какого-либо инертного материала — пористой керамики, асбеста, прессованного стеклянного порошка и т. д. [c.50]

Электропроводимость ионообменной диафрагмы и падение напряжения в ней зависят от эквивалентной массы (рис. 11). В связи с тем, что потери напряжения и выход по току (хлора при использовании данной мембраны в процессе электролиза растворов хлорида) увеличиваются с ростом эквивалентной массы полимера, оказалось целесообразным изготавливать мембрану из двух слоев — тонкого с высокой эквивалентной массой, и толстого — с низкой эквивалентной массой. Тонкий слой, имеющий низкую удельную электропроводимость, обращен к катоду, а толстый — с более высокой удельной электропроводимостью— к аноду. [c.34]

Мембраны, разделяя две части системы, пропускают одни компоненты системы и задерживают другие. Диафрагмы одинаково проницаемы для всех компонентов. Они лишь препятствуют быстрому смешению католита и анолита. Диафрагмы могут быть погруженными и фильтрующими, мембраны — набухающими и ионообменными. Набухающие мембраны в электрохимических синтезах не применяются, поэтому здесь рассматриваться не будут. [c.64]

Из асбеста изготовляются бумага (толщиной 0,3 мм и ниже) или диафрагмы (0,3—1,0 мм), которые могут поглощать большое количество раствора электролита и прочно удерживать его. Поры в асбестовой мембране имеют малый радиус (около 10" мкм), поэтому капиллярное давление в них достигает очень высоких значений. Асбестовая мембрана, заполненная раствором электролита, газонепроницаема и отделяет газообразный окислитель от газообразного восстановителя. Важным преимуществом асбеста перед ионообменными мембранами является его более высокая электрическая проводимость. Так, по данным нашей лаборатории, удельная электрическая проводимость асбестовой бумаги (толщина 0,3 мм) в растворе 3—4 м КОН составляет 0,07— 0,08 Ом- -см-1 при 18°С и 0,15 Ом-1-см- при 80°С. [c.86]

Раствор, пропитывающий ионообменную мембрану, имеет большую, чем в диафрагме концентрацию ионов и электрический заряд, обусловленный присутствием нротивоионов мембраны. Благодаря наличию в пропитывающем мембрану растворе избытка ионов определенного знака ионообменная мембрана в электрическом поле пропускает ионы преимущественно этого знака, что позволяет использовать ее в процессах электролиза при получении продуктов повышенной чистоты. [c.10]

Проникновению в поры электрода электролита могут препятствовать электролитоносителя, в роли которых могут выступать ионообменные мембраны (до =100°С), асбестовая диафрагма (выше 100°С), матрица из MgO, пропитанная расплавами карбонатов щелочных металлов (500—700 °С). При высоких температурах применяются и твердые электролиты (на основе 2гОг). [c.119]

В электрохимических ячейках обычно используют мембраны катиоиообменного типа (Н+-форма), но применяют также мембраны, способные пропускать анионы. Следует помнить, что если мембрана представляет собой полимер, мелко диспергированный в той или иной скрепляющей матрице, то имеющиеся в матрице каналы тсудшают ионообменные свойства мембраны. Если продукт электролиза (или исходное соединение) представляет собой ион, заряд которого противоположен заряду рабочего электрода (например, при восстановлении трихлоруксусной кислоты в аммиачном буфере [90]), применение в качестве диафрагм ионообменных мембран наиболее оправдано, поскольку удается избежать потерь деполяризатора или продукта электролиза за счет их миграции из катодного пространства В некоторых сл чаях ионообменная мембрана служит одновременно диафрагмой и электролитом [17, 71]. [c.181]

Процессы электролиза растворов хлоридов щелочных металлов с ионообменными диафрагмами достаточно хорошо изучены в лаборатории и дальнейшее развитие этого метода в настойцее время лимитируется отсутствием диафрагм, пригодных для создания крупных промышленных электролизеров. Применяемые для этой цели ионообменные мембраны не обладают 100%-ной селективностью, что не позволяет получать столь же чистую каустическую соду, как и по методу электролиза с ртутным катодом. Без разработки мембран с достаточно высокой селективностью нельзя рассчитывать на успешное использование этого метода. [c.19]

Матричные электропиты и сепараторы.Растворы или ра плавы электролитов, находящиеся в порах матрицы (электр литоносителя), получили название матричных электролитов, качестве матрицы используются пористые диафрагмы на оси ве асбеста, оксида магния, алюмината лития, целлофана и д Роль капиллярной матрицы может выполнять и ионообменна мембрана, пропитанная раствором электролита. К матричны можно отнести и загущенные электролиты, состоящие из смес 52 [c.52]

Объем камер ячейки (50 на 1 см рабочей поверхности мембраны) позволял проводить опыт без значительного изменения концентрации электролита в массе раствора. После каждого опыта при данной плотности тока раствор в камерах обновляли. Для устранения влияния продуктов, образующихся на электродах, ионообменная мембрана была отделена от них инертными диафрагмами Д, которые представляли собой диски из мииоры, проклеенные по торцу раствором органического стекла в дихлорэтане. Как показал опыт, несоблюдение этих условий существенно влияет на характер изменения напряжения мембраны, что отчетливо видно при сопоставлении результатов, представленных на рис. 2 и 3. [c.84]

Для изготовления сепараторов применяют химически инертные и достаточно устойчивые материалы, например тонковолокнистый хризолитовый асбест. Из него с помощью технологии, принятой в бумажном производстве, изготавливают листы -асбестовый картон. Иногда массу с асбестовыми волокнами наносят на сетчатые электроды. В ХИТ используют пористые диафрагмы из разных синтетических смол — поливинилхлорида и др. Примерами материалов для набухающих мембран являются целлофан (гидратцеллюлоза), полиэтилен с радиационно привитой полиакриловой кислотой, различные виды ионообменных смол. В последнее время в хлорном электролизе и в других областях с успехом используют новый вид химически и термически очень устойчивой ионообменной мембраны на основе ер-фторированных сульфокатионитных смол (типа . а[1оп ). [c.318]

Со второй половины 1960 г. в США с целью создания диафрагм для топливных элементов, используемых по космической программе, приступили к изучению синтеза фторсодержащих ионообменных мембран. В 1972 г. фирма "Дюпон" выпустила в продажу ионообменные мембраны на основе перфторсульфокислоты под торговой маркой нафион. С этого времени проводится изучение новых фторсодержащих мембран и новых возможностей их применения с использованием таких свойств фторполимеров, как термостойкость, химическая стойкость и кислото-стойкость. [c.336]

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]

Электрохимические методы применяют в некоторых химических производствах, однако, кроме описанного выше получения хлора, Н2О2 и водорода, это производства относительно небольшого масштаба. В основном процессы проводят в электролизерах без диафрагм, например получение хлоратов и перхлоратов, двуокиси марганца, перманганата калия, пербората калия и др. Перманганат калия в небольшом количестве получают также в электролизерах с диафрагмой [67]. Хомутов и Филатова изучали диафрагмы из керамики для получения перкарбонатов [68]. Диафрагмы из синтетических тканей применяют при производстве тетраэтилсвинца [69]. В несколько большем масштабе осуществлено производство маннита и сорбита из глюкозы. В этом случае используют алундовые диафрагмы [70]. В производстве адипонитрила из акрилонитрила применяют ионообменные мембраны [71]. Разработан еще ряд процессов электросинтеза, но они в большинстве случаев не вышли за рамки небольших полупромышленных уЬтановок. [c.40]

Теллур в анодном сплаве находится в виде механической примеси теллурида серебра Ag2Te в чистом серебре. Теллур, как элемент с амфотерными свойствами, в зависимости от рН среды может переходить в раствор как в виде анионов, так и в виде катионов. В кислой среде теллур находится в виде катионов Те +, в щелочной — в виде теллурат- и теллурит-ионов ТеО и ТеО [1, 2]. Для того чтобы полностью исключить попадание теллура в катодное пространство при наличии катионитовой мембраны, в анолите необходимо поддерживать щелочную среду (осуществить же это невозможно, так как в этом случае серебро будет выпадать в виде окиси серебра) или по возможности низкую кислотность, достаточную для того, чтобы серебро переходило в раствор в виде AgNOз. Очевидно, на характер перехода в раствор теллура в той или иной форме будет влиять и плотность тока. Как показала практика, до 80% теллура переходит в шлам в виде металлического теллура и Ag2Te, а также в виде теллу-ритов и теллуратов серебра. При использовании фильтрующей тканевой диафрагмы в катодный осадок теллур может попадать также из мелко взмученного шлама при применении ионообменной мембраны это полностью исключается. [c.262]

Широкое распространение начинают приобретать ионообменные мембраны (пленки), являющиеся своеобразными и достаточно хорошими проводниками электрического тока [5, 6]. Они применяются для разделения сме-С1[ ионов, оиреспения морской воды, удаления радиоактивных продуктов атомного распада из сбросовых вод и т. п. Катионообменные мембраны ироницаемы преимущественно для катионов, анионообменные — для анионов. С их помощью практически полностью устраняется влияние диффузии на ход процесса электролиза. Селективность ионитовых диафрагм по отношению к электролитам обусловлена прежде всего свойствами самого ионита. [c.177]

Ионообменные мембраны, прнменяе-лгые для обессоливания воды, очень чувствительны к различным поверхностным загрязнениям, которые снижают предельный ток. Предполагается, что серьезные загрязнения люгут быть вызваны коллоидными заряженными частицами, которые осаждаются на диафрагме. В этом случае они образуют на ней ионообменную пленку. Это полностью соответствует предложенной юдeли, на основе которой выведено уравнение (5.65). Последнее может быть использовано для электро- [c.53]

Электродиализ. Удаление ионных примесей из растворов электрохимическим методом с использованием мембран или диафрагм получило название электродиализа. Рассмотрим удаление сульфата натрия из воды в электродиализаторе с ионообменными мембранами. Простейший электродиализатор (рис. Х1У.З) состоит из трех отделений, разделенных двумя ионообменными мембранами, и двух электродов. Мембрана состоит из ионообменного материала, способного пропускать через себя либо катионы (ка-тионитовая мембрана — Мк), либо анионы (анионитовая мембрана— Ма). Вода, содержащая сульфат натрия, подается в среднее отделение электродиализатора. При подводе напряжения ионы натрия и водорода через катионитовую мембрану двигаются к катоду К, а сульфат-ионы и ионы гидроксида через аниони-товую мембрану — к аноду А. [c.380]

Для улучшения процесса было предложено применять трех- и четырехкамерные электролизеры, в которых сочетались ионообмен- ые. мембраны с обычными проточными диафрагмами. В таких злект1ролизерах получали два катодных иродукта чистую щелочь и щелочь, отвечающую диа фрагменному процессу с твердым (катодом. Из-за сложности процесса и низких техни-ко-зкономических показателей способ не лолучил промышленного применения.. Дальнейшие интенсивные работы привели к разработке хороших мембран. [c.117]

Существенным достижением является создание и широкое практическое применение диафрагм, обладающих ионообменными свойствами. Ионитовые мембраны получают все большее распространение в производстве хлора и каустической соды, электрохимическом синтезе неорганических и органических веществ, электроднализе и других процессах. [c.6]

Применяемые для разделения анолита и католита устройства можно разделить на два основных типа — мембраны и диафрагмы. Первые, разделяя две части системы, пропускают одни компоненты системы и задерживают другие. Диафрагмы одинаково проницаемы для всех компонентов. Они лищь препятствуют быстрому смешению католита и анолита. Мембраны могут быть ионообменными и набухающими, диафрагмы— погруженными и фильтрующими. Эти типы пористых перегородок прежде всего характеризуются разными диаметрами пор и следовательно, разной способностью пропускать жидкости [92]. [c.51]

Метод получения каустической соды с применением ионообменных мембран интенсивно разрабатывается фирмами "Асахи Кемикл "Асахи Гласс", "Марудзэн Ойл", "Токуяма Сода" и "Сева Дэнка" в Японии и фирмами "Дюпон", "Хукер", "Даймонд в США. Принци- пиальная схема электролиза с ионообменной мембраной показана на рис. 5. Очищенный рассол подают в анодное пространство, воду - в катодное. В результате электролиза ионы натрия селективно проходят через ионообменную мембрану в катодное пространство, образуя там с гидроксильными ионами каустическую соду. Мембрана в отличие от диафрагмы препятствует прохождению ионов хлора в катоднсе пространство и, наоборот, ионам гидроксила в анодное. Мембрану, изготовленную из полимера на основе перфторсульфокисло- [c.24]

Таким образом, границу раздела можно использовать для определения активности потенциалопределяющего иона В+. Органическая фаза, находящаяся в пористой или полимерной структуре, функционирует как жидкая мембрана. Мешающее влияние катиона С% одинаково хорошо растворимого в мембране и в водной фазе, связано с его способностью вытеснять потенциалопреде-ляющий ион В+ из органической фазы в ходе ионообменной реакции В+(Р) + С (а) = В+(а) +С ( 5). Константа равновесия этой реакции зависит от разности стандартных гиббсовских энергий перехода двух ионов между фазами а и р. В этом простом случае потенциал ионоселективного электрода подчиняется уравнению Никольского. Ионоселективный электрод с жидкой мембраной состоит из пористой диафрагмы (например, пористого тефлона или миллипорового фильтра), пропитанной органическим ионообменным раствором. Диафрагма находится в контакте с сосудом, заполненным органиче- [c.207]