ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ПРОИЗВОДСТВА Электролиз водных растворов

На катоде при электролизе водных растворов хлоридов щелочных металлов в электролизерах с твердым катодом кроме разряда водорода могут протекать процессы восстановления гипохлорита и хлората, присутствующих в виде примесей в растворе, поступающем ерез диафрагму в катодное пространство. Эти процессы нельзя рассматривать как вредные, так как они приводят к полной или частичной очистке электролитических щелоков от гипохлорита и хлората. Однако в производствах гипохлоритов, хлоратов или при электролитическом окислении хлоратов до перхлоратов в без-диафрагменных электролизерах процессы катодного восстановления гипохлоритов и хлоратов могут значительно снижать выход целевого продукта по току. Для уменьшения процессов катодного восстановления промежуточных продуктов и конечных продуктов при проведении окислительных процессов принимают специальные меры — разделение электродных пространств диафрагмами, подбор материала катода, введение специальных добавок. Так, например, добавляют хромовокислые соли к электролиту при электрохимическом окислении водного раствора хлористого натрия до хлората. Образующаяся на поверхности катода пористая пленка хромовых соединений затрудняет диффузию ионов гипохлорита и хлората к работающей поверхности катода, что снижает потери тока на катодное восстановление. [c.13]

Курс Технология электрохимических производств , читаемый на соответствующих кафедрах технологических, химико-технологических и политехнических вузов, включает ряд разделов, в которых рассматриваются процессы электролиза водных растворов без выделения и с выделением металлов, электрохимического синтеза неорганических и органических веществ, электролиза расплавов, а также основы производства источников электрической энергии. Естественно, что подробное изложение этих вопросов в книге ограниченного объема невозможно, да и не требуется по учебному плану. Задачей курса является общее ознакомление студентов с процессами превращения химической энергии в электрическую (в производстве химических источников тока) и с возможными путями использования электролиза для получения различных продуктов. [c.7]

Области применения электрохимического способа получения растворов активного хлора. Электрохимический способ получения растворов гипохлорита натрия электролизом водных растворов хлоридов щелочных металлов позволяет организовать это производство непосредственно на местах потребления растворов [9]. При этом отпадает необходимость длительного хранения растворов гипохлорита и можно ограничиться небольшим запасом растворов для бесперебойного удовлетворения спроса потребителей. [c.8]

Производство хлора, щелочи и водорода относится к числу самых крупнотоннажных электрохимических производств. В настоящее время в мире производится свыше 30 млн. т хлора ежегодно. Подавляющее количество хлора получают электрохимическим методом — электролизом водных растворов хлорида натрия. [c.141]

В изучении этих химических процессов или, иными словами, в развитии химической технологии отдельных веществ и продуктов, например, синтетического аммиака, каучуков, пластических масс, черных, цветных и редких металлов, стекла, цемента и т. п., достигнуты огромные успехи. Эти успехи обусловили технический прогресс соответствующих отраслей промышленности. Однако научная классификация химических процессов продолжает оставаться одной из важных задач химической технологии как науки. По аналогии с классификацией физических и физикохимических процессов химической технологии делаются попытки классифицировать промышленные химические реакции по основным химическим процессам . Так, предлагалась следующая классификация химических процессов обменное разложение и солеобразование (минеральные удобрения и соли), окисление (серная кислота, азотная кислота, органические кислородные соединения и др.), гидрирование (аммиак, метанол и другие спирты, аминосоединения ароматического ряда, получаемые гидрированием нитросоединений, и т. п.), аминирование (мочевина, аминосоединения жирного и ароматического рядов), хлорирование (химические средства защиты растений), нитрование (взрывчатые вещества), сульфирование (синтетические моющие вещества), электрохимические процессы (электролиз водных растворов, электролиз в расплавленных средах, электрохимическое окисление и восстановление), процессы высокотемпературного и каталитического крекинга и пиролиза жидкостей и газов (нефтепереработка, получение олефинов из природных газов и др.), процессы полимеризации и поликонденсации (получение пластических масс, синтетических каучуков, химических волокон), процессы высокотемпературной переработки твердых тел (коксование углей, производство карбида кальция, стекла, цемента, сернистого натрия), алкилирование и арилирование и т. д. [c.138]

Помимо электролиза водных растворов в электрохимических производствах применяют и электролиз расплавов различных солей. Электролиз расплавленных солей ведут при температуре около 1000 С, причем значительная часть подводимой энергии расходуется на поддержание высокой температуры расплава. Электролиз водных растворов проводят при температуре ниже 100 °С. [c.79]

В настоящее время электролиз водных растворов солей, электролиз расплавов, производство аккумуляторов и гальванических батарей представляют одну из крупнейших отраслей промышленности — электрохимическую промышленность. Задачи электрохимической промышленности разнообразны. Наиболее важными из них являются [c.8]

В настоящее время преобладающая роль в производстве хлора и каустической соды принадлежит электрохимическим методам их получения по способу электролиза водных растворов поваренной соли. [c.14]

Электрохимический метод используется при электролизе воды (одновременно получается и кислород) и производстве хлора электролизом водного раствора поваренной соли. [c.82]

В настоящее время электролиз водных растворов солей, электролиз расплавленных сред, производство гальванических батарей представляют одну из крупнейших и важнейших отраслей промышленности — электрохимическую промышленность. [c.10]

Учебник содержит основы теории и технологии электрохимических производств промышленного электролиза водных растворов и расплавленных сред, а также химических источников тока. В него вошел материал, необходимый для изучения курса Прикладная электрохимия по специализации Технология электрохимических процессов . [c.2]

Огромное значение электролиз имеет в металлургии. Так, цветные н легкие металлы, большинство редких металлов получают электролизом водных (растворов или расплавов солей. Гидроэлектрометаллургические процессы применяются для получения и рафинирования меди, никеля, свинца, цинка, получения рения, индия, таллия, галлия, кадмия и др. Электролизом из расплавов производятся алюминий, магний, натрий. Электрохимическими методами удалось осуществить производство таких ценных металлов, как бериллий, церий, литий, сурьма, получить безуглеродистый марганец и хром. [c.307]

Б переработанном третьем издании книги рассмотрены процессы электролиза водных растворов в металлургии, гальванотехника, электролиз расплавленных соединений, электролиз без выделения металлов, производство химических источников электрической энергии. Изложены теоретические основы, дано описание технологических процессов, а также оборудования электрохимических производств. [c.216]

На отечественных химических предприятиях хлОр получают в основном электролизом водных растворов поваренной соли. Этот метод называется электрохимическим. Кроме того, хлор образуется в качестве побочного продукта при электролизе расплавленных хлоридов, проводимом для получения металлического натрия и магния. Количество хлора, получаемого по этому методу, незначительно и составляет несколько процентов от общего его производства. [c.6]

Процесс каждого электрохимического производства связан с некоторыми побочными процессами. Например, при электролизе водного раствора соли цинка будет осаждаться на катоде не только цинк, а в некотором количестве и водород. Следовательно, количество выделившегося цинка в этом случае будет меньше, чем это соответствует всему количеству протекшего электричества. Поэтому на практике часто приходится иметь дело с коэффициентом использования тока, или с так называемым выходом по току. Выходом по току называется отношение количества практически выделенного при электролизе вещества к тому количеству его, которое должно было бы выделиться согласно закону Фарадея. Выход по току обычно выражают в процентах. [c.245]

Электролизом водных растворов в настоящее время получают фтор, хлор, водород, хром, марганец, щелочи, хлораты, перхлораты, перманганаты, пероксидные соединения (пероксид водорода, персульфаты) и др. Он находит применение и для очистки (рафинирования) некоторых металлов, например цинка, меди, свинца, серебра, золота и других малоактивных металлов. При получении активных металлов (лития, натрия, калия и т. п.) и металлов, на которых перенапряжение водорода имеет небольшое значение (тантал, бериллий и т. п.), применяют электролиз расплавов (см. главу Vni). Особенности его — высокие температуры электролита, доходящие иногда до 1000°С, и повышенный расход электроэнергии как на поддержание электролита в расплавленном состоянии, так и на устранение различных вторичных процессов на электродах. Заводы с электрохимическими производствами потребляют большие количества электрической энергии, поэтому выгодно располагать их вблизи крупных гидроэлектростанций, вырабатывающих дешевую энергию. [c.124]

ОРТА используют прежде всего в такой важной и многотоннажаоЁ отрасли прикладной электрохимии, как производство хлора и каустической соды электролизом водных растворов хлоридов щелочных металлов, а также и в производстве хлоратов электрохимическим окислением водных растворов поваренной соли. Проводятся работы по применению этих анодов и в других отраслях прикладной электрохимии, в частности, при получении гипохлорита натрия электрохимическим методом, электролизе морской воды, обессоливании морской и минерализованных вод электродиализным методом, а также и в других процессах прикладной злектрохимии. [c.206]

Электрохимическими называются производства, в которых химические процессы протекают под действием постоянного электрического тока. В промышленности широкое распространение получил электролиз водных растворов и расплавов. Электрохимические методы производства в ряде случаев имеют преимущества перед химическими упрощается технологический процесс, более полно используется сырье и энергия, одновременно может производиться несколько ценных продуктов, продукты получаются высокой степени чистоты, недостижимой при химических способах производства. Благодаря указанным достоинствам электрохимические процессы используют при производстве важнейших продуктов хлора, щелочей, водорода, кислорода, неорганических окислителей (перманганаты, персульфаты, перекись водорода и др.), при получении и рафинировании металлов (алюминия, магния, цинка, натрия, меди и др.), декоративных и защитных (от коррозии) покрытий металлов. [c.129]

Рассмотрен процесс электролиза воды с целью получения водорода и кислорода при атмосферном и повышенном давлении, производство тяжелой воды электрохимическим методом. Показаны новые технические достижения в производстве хлора и щелочей на примере получения каустической соды методами электролиза водных растворов хлоридов щелочных металлов с фильтрующей диафрагмой, ионообменными мембранами и ртутным катодом. [c.4]

Курс Технология электрохимических производств , читаемый на соответствующих кафедр зх технологических, химико-технологических и политехнических вузов, включает ряд разделов, в которых рассматриваются процессы электролиза водных и неводных растворов и расплавов, осуществляемых для выделения металлов, получения отдельных химич<к ких продуктов (хлора, водорода), электрохимического синтеза органических и неорганических веществ, а также основы производств источников электрической энергии. Задачей курса является ознакомление студентов с процессами превращения химической энергии в электрическую и возможными путями использования электролиза для получения металлов, гальванических покрытий и различных химических продуктов. [c.7]

Производство перхлоратов осуществляют почти исключительно электрохимическим путем. Электролизу подвергают водный раствор хлората натрия. Однако получающийся перхлорат натрия не находит широкого применения вследствие его сильной гигроскопичности и расплывания на воздухе. Обменным разложением его с хлоридами или сульфатами калия или аммония получают перхлорат калия или аммония. [c.722]

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]

Прессованные углеродные (после обжига) аноды используют при электролизе водных растворов и расплавленных солей. В производстве алюминия угольные аноды служат электродами, подводящими электрический ток в рабочую зону, электролизной ванны, и участвуют в электрохимическом процессе электролиза. Поскольку ряд примесей (особенно железо, кремний, ванадий) снижает Качество алюминия, аноды производят, используя малозольные коксы. Углеродные аноды, по ТУ 48-01-50-71, имеют размеры, мм ширину 400, вьюоту 500, длину 550 при средней массе 140 кг. Их расход на 1 т алюминия составляет около 500 кг. [c.256]

Как известно, вначале для производства хлора использовались способы окисления соляной кислоты перекисью марганца (способ Вельдона) или воздухом в присутствии катализаторов (способ Дикона). В начале XX века эти способы были полностью вытеснены электролизом водных растворов поваренной соли. При производстве хлора электрохимическими методами с твердым катодом и диафрагмой и с ртутным катодом получались одновременно эквивалентные количества каустической соды или едкого кали при электролизе растворов KG1. В течение длительного времени потребности народного хозяйства в каустической соде превышали потребность в хлоре и недостаюш ее количество каустической соды производилось химическим способом из кальцинированной соды. Однако применение во многих отраслях народного хозяйства широкого ассортимента различных хлорпродуктов привело к необходимости очень быстрого развития производства хлора и его производных. При этом потребность в хлоре росла быстрее, чем в каустической соде [1—4], и вновь возник интерес к химическим методам производства хлора, поскольку они не связаны с одновременным получением каустической соды. [c.280]

Хлорат натрия в промышленности получают преимуш ественно электролизом водных растворов поваренной соли в электролизерах без диафрагмы. Хотя электрохимическое производство хлората натрия суш ествует уже около 80 лет, исследования процессов образования хлоратов при злектролизе водных растворов хлоридов ш елоч-ных металлов все время продолжаются. Ранее были установлены основные зависимости электрохимического окисления водных растворов хлоридов ш елочных металлов до хлоратов в основном на платиновых анодах [19—23]. [c.370]

Основными потребителями ртути являются электротехническая промышленность (производство жидких контаков, выпрямителей и люминесцентных ламп) и металлургия, где используют ее свойство растворять металлы с образованием амальгамы. Химическая активность металлов, растворенных в ртути, мала, и поэтому таким способом могут быть получены металлы, в чистом виде разлагающие воду. Например, при электролизе водного раствора КаС1 на ртутном катоде образуется амальгама натрия. Ее удаляют из электролизной ванны и обрабатывают водой. Таким образом, при электролизе удается получить два ценнейших продукта щелочь в катодном пространстве и хлор на аноде. Амальгамными способами извлекают Аи, С , Т1, Оа, 1п, РЗЭ, РЬ, Zn, 8Ь и другие металлы. Металлы отделяют от ртути отгонкой или электрохимическим способом с амальгамой в качестве анода. [c.179]

К электрохимическим методам производства водорода относится прежде всего электролиз воды, а также электролиз водных растворов Na l для получения хлора и каустической соды одновременно в качестве побочного продукта электролиза ЫаС1 получается дешевый водород. Отметим, что в 1969 г. мировая хлорная промышленность (без СССР) выработала около 4,5 млрд. м водорода, который удалось использовать лишь в малой степени, главным образом из-за отдаленности его потребителей. [c.9]

Процессы, при которых имеют место взаимные превращения химической и электрической энергии, называются электрохимическими процессами, а наука, изучающая их, электрохимией. Подобного рода процессы имеют самое широкое распространение в производственной практике, являясь основой ряда крупнейших отраслей промышленности, как-то а) производства едких шелочей (NaOH и КОН) и хлора путем электролиза водных растворов хлоридов соответствующих щелочных металлов (Na l или КС1) б) синтеза некоторых неорганических и органических продуктов при помощи электролитического окисления или восстановления исходных веществ (получение хлоратов, персульфатов, перхлоратов, перборатов, перманганата, йодоформа и др.) [c.343]

Во всех промыщленных странах за последние годы в связи с быстрым увеличением объема производства хлора электролизом водных растворов Na l возрастает доля каустической соды, получаемой электрохимическим методом, за счет сокращения выработки NaOH методом каустификации кальцинированной соды. [c.269]

Электролиз раствора Na l — наиболее типичный пример электрохимического процесса в водном растворе. Это также наиболее простой и экономичный метод одновременного получения трех ценных продуктов — хлора, водорода и едкого натра из дешевого и широко распространенного сырья — поваренной соли. Производство хлора, едкого натра и водорода электролизом водных растворов поваренной соли в настоящее время осуществляется двумя способами диафрагменным со стальными катодами и бездиафрагмеиным с ртутным (жидким) катодом. Газообразные продукты электролиза раствора Na l — хлор и водород — при любом способе электролиза отличаются высокой концентрацией и чистотой. При проведении электролиза с ртутным катодом третий продукт — едкий натр получается также высококонцентрированным и химически чистым. Все эти преимущества способствовали широкому развитию электрохимического метода производства хлора, который полностью вытеснил химические методы. [c.206]

Для водных растворов электрохимический ряд металлов является специфичным. Электрохимическое выделение многих металлов вообще невоз-люжио из водных растворов (магний, алюминий и др.). Каждое вещество обладает специфической растворимостью в воде. При электролизе водных растворов эти обстоятельства необходимо учитывать. Несмотря на то, что все перечисленные выше электрохимические производства, основанные на электролизе водных растворов, обладают рядом специфических особенностей, они характеризуются и некоторыми общими чертами и закономерностями, которые будут рассмотрены в настоящей главе. [c.21]

К конструктивным элементам электролизеров, как известно, относятся материалы анодов и диафрагм. Материал анодов является старой проблемой электрохимических производств. Она подробно рассмотрена в ряде монографий [12 117 151]. В настоящее время при электролизе водных растворов наиболее выгодными и стойкими являются аноды, изготовленные на основе титана [197 . К этому типу анодов относятся так называемые окисно-рутениево-титановые аноды ОРТА. Хлор-газ, получаемый на этих электродах, иногда содержит примеси кислорода. В США и в Японии применяются аноды исключительно такого типа. Наша электрохимическая промышленность также почти полностью перен1ла на аноды ОРТА. [c.153]

Химические методы получения хлора основаны на окислении хлористого водорода различными окислителями или на действии азотной кислоты на поваренную соль. Основной электрохимический метод производства хлора заключается в электролизе водных растворов хлористых солей натрия или калия. Продуктами электролиза, кроме хлора, являются водород и раствор щелочи. При электролизе расплавленных хлористых солей щелочных металлов, например Na l или КС1, получаются щелочной металл и газообразный хлор. [c.567]

Важнейшим, а в ряде случаев и единственным промышленным способом получения и рафинирования многих металлов является гидроэлектрометаллургия. Электролизом водных растворов получают (или очищают) такие важные металлы, как медь, никель, цинк, марганец, хром и многие другие. Разработка технологических процессов сутце-ственно усложняется тем, что в исходном продукте (металле или его рудах) всегда присутствуют значительные количества самых разнообразных примесей. Технология гидроэлектрометаллургического производства строится таким образом, чтобы совокупностью химических операций и подбором электрохимических параметров процесса предотвратить попадание примесей в получаемый металл и вместе с телг с наименьшими потерями собрать все ценные примеси, стоимость которых в некоторых случаях превосходит стоимость основного металла. Наряду с этим, как и во всяком промышленном электролизе, требуется обеспечить высокую производительность процесса и по возможности низкий расход электроэнергии и вспомогательных материалов. Из изложенного ясно, что разработка электрометаллургической технологии требует весьма тщательного изучения электрохимического поведения сложных систем. Большой вклад в развитие этих производств внесли Р. И. Агладзе, Ю. В. Баймаков, А. А. Булах, О. А. Есин, М. Т. Козловский, А. И. Левин, А. Л. Ротинян, В. В. Стендер, Н. П. Федотьев, В. Л. Хейфец, Д. М. Чижиков и многие другие исследователи. [c.172]

Существует большое число различных способов получения гидроокисей щелочных металлов. На практике используются главным образом электрохимические методы. Наиболее крупномасштабным является производство едкого натра электролизом концентрированного водного раствора поваренной соли (300 г НаС1/л, 60—90°С, напряжение 3,6 сила тока 1000 А). Катод изготовляют из стали, анод —из графита. За разрядку на электродах конкурируют две пары катионов и анионов [c.17]

Учебное пособие предназначено для студентов по специальности Технология электрохимических производств . В нем обобщены результаты как теоретических, так и практических исследований по электроосаждению металлов из неводных растворов, проведенных, в основном, в последние годы в связи с появлением ряда новых апротонных растворителей. Рассмотрены экспериментальные данные по механизму разряда. металлов из неводиых растворов, приведены составы электролитов и условия осаждения металлов, в том числе и тех, которые не удается выделить путе.м электролиза из водных растворов. Этот вопрос еще не нашел своего отражения в монографиях, а также в учебниках и учебных пособиях по теоретической и прикладной электрохимии. [c.2]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология