Анодные процессы при электролизе хлоридов

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]

Описанные закономерности электролиза имеют важное практическое значение. Так, из двух возможных анодных процессов электролиза раствора хлорида натрия [c.228]

При электролизе водных растворов соляной кислоты на графитовом аноде происходит выделение хлора и кислорода. Соотношение между этими процессами определяется концентрацией соляной кислоты (рис. У-35). При концентрации соляной кислоты выше 6% выход хлора по току достигает 95%, т. е. анодный процесс протекает с теми же показателями, что и при электролизе растворов хлорида натрия. С целью уменьшения омических потерь на электролиз поступает 15—20%-ная кислота при температуре 60—80°С. Эти параметры соответствуют максимальной электропроводности раствора. [c.180]

Электролитическое превращение хлоридов щелочноземельных металлов в перхлораты происходит легче, чем анодное окисление солей натрия или калия, при котором выходы по току относительно невелики. Однако в случае лития, имеющего малый ионный радиус и сходного с магнием по химическим свойствам, его хлорид легко превращается в перхлорат с высокими выходами - 30 С другой стороны, хлористый рубидий может быть окислен в процессе электролиза только до хлората- . [c.83]

При получении хлора и щелочи электролизом хлорида натрия с ртутным катодом на жидком ртутном катоде выделяется натрий, образуя амальгаму, а анодный процесс идет так же, как и в способе с твердым катодом. Таким образом, в ванне с жидким ртутным катодом образуются амальгама натрия и хлор. Переработка амальгамы натрия возможна несколькими путями. [c.374]

Ноявление работ по получению хлоратов и перхлоратов [3] указывает на возросший интерес к анодному процессу электролиза хлоридов. [c.348]

Соотношение между скоростями выделения на аноде хлора и кислорода определяется целым рядом факторов. Для обеспечения протекания анодного процесса с образованием хлора необходимо использовать соответствующий материал анода и поддерживать определенные условия электролиза — pH раствора электролита, содержание хлорида натрия в растворе электролита, плотность тока, температуру процесса. [c.139]

При разработке косвенных методов электролиза соляной кислоты исходят из стремления, сохранив неизменными условия и продукты анодного процесса, изменить катодный процесс так, чтобы снизить величину катодного потенциала и соответственно уменьшить общее напряжение на ячейке, что позволяет сократить расход электроэнергии на получение хлора. В этих условиях на катоде водород не образуется, а происходит восстановление катионов до металла, как, например, в процессах электролиза хлоридов никеля или ртути, или же до образования катионов меньшей валентности, как при электролизе хлоридов меди или железа. [c.285]

Разновидность диафрагменного способа — более совершенный процесс электролиза в электролизерах с ионообменной мембраной. В таких электролизерах анодное и катодное пространства разделены полимерной мембраной, которая предотвращает попадание хлорида натрия из анодного пространства в которое подается рассол, в катодное и препятствует переносу ионов ОН к аноду электролизера. Хлор выделяется на аноде и выводится из анодного пространства вместе с обедненным рассолом. Ионы натрия и частично молекулы воды проходят через мембрану к катоду, куда подается вода в количестве, необходимом для образования щелока заданной концентрации. Электролизеры мембранного типа различаются числом ячеек (от 40 до 80) и имеют мощность до 80 тысяч тонн в год по гидроксиду натрия. В отличие от электролизеров с асбестовой диафрагмой нагрузка на ячейку (сила тока) значительно ниже и не превышает 7,5 кА. Поэтому электролизеры с ионнообменной мембраной значительно экономичнее диафрагмен-ных. [c.342]

Напишите уравнения реакций катодного и анодного процессов, протекающих при электролизе перечисленных ниже водных растворов с графитовыми электродами а) хлорида меди (Н) б) гидроксида калия в) нитрата свинца (И) [c.112]

К вторичным реакциям первого типа относится выделение водорода к вторичным реакциям второго типа — катодное осаждение меди примером реакций третьего типа может служить анодный процесс при электролизе растворов хлоридов, когда выделяющийся на аноде хлор, взаимодействуя с водой, образует хлорноватистую кислоту. К вторичным реакциям третьего типа можно отнести также процесс восстановления азотной кислоты до аммиака водородом, выделяющимся при электролизе азотной кислоты на медном катоде. [c.262]

Электролиз хлоридных растворов может оказаться перспективным не только для цинка, но и для других процессов электролиза цветных металлов [27]. В этом случае на аноде вместо бесполезного кислорода будет выделяться хлор, который можно использовать для хлорирования продуктов, содержащих цинк, и перевода их в водорастворимую форму. Электролиз цинка из хлоридных растворов наиболее рационально сочетать с электролитическим производством хлора, расходуемого на хлорирование органических соединений. Получаемая при этом хлорировании соляная кислота может быть использована для выщелачивания цинкового концентрата, а выделяющийся при электролизе цинка хлор направлен на хлорирование органических соединений. Помимо сказанного, электролиз хлорида цинка имеет то важное преимущество, что позволяет использовать более дешевые и не загрязняющие электролит графитированные электроды, сопровождается более низким напряжением на ванне ввиду меньшей величины анодного потенциала и большей электропроводности электролита, не требует использования двуокиси марганца для окисления железа и т. д. Недостатками процесса являются усложнение конструкции и обслуживания ванн, худшее качество осадков цинка, ограниченная плотность тока. [c.71]

В некоторых случаях процесс электролиза может сопровождаться анодным эффектом — явлением, при котором напряжение на электролитической ячейке скачкообразно возрастает. При этом между поверхностью анода и расплавом электролита возникают искровые разряды, а выделение газообразных продуктов на аноде практически прекращается. Анодный эффект возникает при достижении некоторой критической плотности тока на аноде. Критическая плотность тока возрастает в следующем ряду расплавов фториды — хлориды — бромиды — иодиды. Повышению критической плотности тока способствует повышение температуры, а также наличие в расплаве оксидов металлов, увеличивающих смачиваемость анодов. [c.205]

В растворах щелочей, применяемых для электролитического разложения воды, не должны содержаться примеси, вступающие в электродные реакции и приводящие к коррозии отдельных элементов электролизера. Дистиллированная или обессоленная (деминерализованная) вода, используемая для приготовления раствора электролита, должна содержать не более ЫО-з кг/мз железа, 2-10 кг/м хлоридов и 3-10 кг/м сухого остатка. Несмотря на такие жесткие требования, в процессе электролиза все же имеет место накопление примесей, оказывающих вредное влияние. Ионы хлора вызывают разрушение анодных материалов. Накопление большого количества карбонат-ионов , образующихся при растворении в электролите диоксида углерода из атмосферного воздуха, приводит к увеличению электрического сопротивления электролита и, следовательно, повышает напряжение на электролизере. На катоде электролизера могут восстанавливаться ионы железа, образуя так называемую железную губку . Катодный осадок может достичь диафрагмы, отделяющей катодное пространство электролизера от анодного, и за счет восстановления присутствующего в ней гидроксида железа привести к металлизации диафрагмы. В результате в анодном пространстве электролизера возможно выделение водорода и образование взрывоопасной смеси газов. [c.21]

В процессе электролиза растворов хлороводородной кислоты на аноде возможно образование хлора, кислорода и хлорной кислоты. В зависимости от условий проведения электролиза, таких как концентрация ионов хлорида, температура и применяемый анодный материал, скорость образования этих трех веществ в значительной степени может изменяться. Образование хлорной кислоты наблюдается только в разбавленных растворах хлороводородной кислоты. [c.160]

На практике используются расплавленные электролиты, содержащие в % (масс.) карбоната натрия 4—23, хлорида натрия 41—64 и хлорида калия 16,5—52,7, Электролиз ведут при температуре 650—700°С, катодной плотности тока 3 кА/м и анодной плотности тока 8—10 кА/м . Влияние содержания карбоната натрия в расплавленном электролите на анодный процесс иллюстрируют данные, приводимые в табл. 5.3. Из них следует, что с целью снижения расхода графита целесообразно снижать содержание карбоната натрия в электролите до минимальных пределов, которые должны определяться возможностью обеспечения ПДК хлора в воздухе цеха электролиза. [c.221]

В связи с этим можно выделить два периода, или две стадии, в работе пористых графитовых анодов при электролизе хлоридов. На первой стадии параллельно с основным анодным процессом происходит медленный рост износа анодов и постепенное разрыхление графита с увеличением его пористости (особенно [c.95]

Анодный процесс. Большое влияние на выход по току может оказать анодный процесс. В зависимости от материала электрода и условий электролиза — плотности тока, концентрации хлорид-иона в анолите и pH может меняться выход по току хлора, а также состав анодного газа и доля тока, расходуемого на выделение кислорода. Как уже говорилось выше, в электролизерах с фильтрующей диафрагмой используют графитовые или титановые с электрокаталитическим покрытием аноды. Графитовые аноды готовят из искусственного графита. Для этого из смеси нефтяного кокса, антрацита и каменноугольной смолы сначала спрессовывают аноды нужной формы, обычно в виде прямоугольных плит, обжигают их в печах при 1000—1200°С и затем после пропитки маслопеком проводят графитацию при температурах 2500—2700 °С, переводя уголь в графит. [c.54]

Анодные процессы при электролизе хлоридов [c.441]

Общая теория электролиза хлоридов. Наибольшее значение для промышленности приобрели процессы электролиза растворов хлоридов натрия и калия, которые были лучше всего изучены также и в тео ретическом отношении. Кроме того, анодные процессы при электролизе хлоридов весьма интересны с теоретической точки зрения и вследствие этого занимают видное место в теории электродных процессов. [c.441]

Однако последние исследования Н. А. Изгарышева и М. Г. Хачатурян по изучению анодных процессов при электролизе различных хлоридов опровергают это представление. [c.445]

Косвенные методы. Наиболее подробно были изучены процессы электролиза хлоридов никеля, меди и ртути. Анодный потенциал выделения хлора при электролизе соляной кислоты и растворов хлоридов никеля, меди и ртути практически одинаков, однако значения катодного потенциала для каждого из этих процессоа существенно различны [338]. [c.261]

К анодным процессам относится процесс образования свободных галоидов из их солей. Особенно подробному изучению подвергся процесс электролиза хлоридов патрия и калия, так как этим способом получаются весьма важные технические продукты — хлор, гипохлорнт, хлораты и перхлораты в кислой и нейтральных средах и гипохлориты — в щелочной среде, причем последовательный ход окислительного процесса после образования 01 может быть представлеп схемой [c.340]

Отказ от представлений о перманентной гидратации ионов в растворах электролитов не противоречит результатам опытов по переносу ионами воды при электролизе, а следовательно, и изменению чисел переноса. Эти изменения сводятся главным образом к переносу объемов большей или меньшей плотности. Так, например, в случае водных растворов хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов движение гидратирующихся катионов к катоду сопровождается весьма эффективным переносом воды в том же направлении, в то время как движение негидратирую-щихся анионов к аноду связано с переносом воды в обратном направлении. Непосредственное экспериментальное определение переноса воды ионами при электролизе в большинстве случаев осложняется тем, что поток воды, переносимый ионами в одном направлении, непременно приводит к возникновению оттока воды в обратном направлении, так как объем раствора в катодном и анодном пространствах (в случае стационарного процесса электролиза) не меняется. Это не учитывалось при попытке определения истинных чисел переноса по методу Нернста. [c.38]

Галлий, попавший в металлический алюминий, удаляется из последнего только тогда, когда алюминий подвергают электролитическому рафинированию. Рафинируют алюминий по так называемому трехслойному методу. В качестве анода служит первичный алюминий, к которому для утяжеления добавлено 35% меди (анодный сплав — нижний слой). Средний слой — электролит, состоящий из фторидов алюминия и натрия и хлоридов бария и натрия. Состав электролита подобран так, чтобы его плотность была меньше плотности анодного сплава и больше плотности чистого расплавленного алюминия. Верхний слой (катод) — чистый алюминий ток отводится от него графити-рованными электродами. Во время работы ванны в анодный сплав непрерывно добавляют первичный алюминий так, чтобы концентрация меди оставалась постоянной. Более электроположительные элементы — медь, железо, кремний, а также галлий — не растворяются на аноде и в процессе электролиза собираются в анодном сплаве. По мере накопления примесей в анодном сплаве в загрузочном кармане, где температура ниже, из сплава выделяется твердый осадок интерметаллических соединений РеА1581, СизРеЛ1,и др., который извлекается из ванны. По мере накопления таких медистых осадков их загружают в специальную ванну, работающую так же, как и рафинировочная, для извлечения из них алюминия. В результате получается отработанный анодный сплав, содержащий 6—12% алюминия, 15—20% кремния, 12— 15% железа, 45—55% меди и 0,4—0,5% галлия, который может быть использован для извлечения галлия. [c.250]

Важнейшим условием правильной работы электролитической установки является отсутствие взаимодействия между образующимися продуктами (щелочью и хлором), что может быть достигнуто максимальным затруднением смешивания анодной и катодной жидкостей. При особенно часто применяемом д и а ф р а г -менном методе (см. рис. VII-2) анодное и катодное пространства отделяются друг от друга диафрагмой из хорошо проницаемого для жидкостей асбестового картона. Анод изготовляется из графита, катод — из железа. В процессе электролиза раствор щелочного хлорида непрерывно подается в анодное пространство, а из катодного непрерывно вытекает раствор смеси щелочного хлорида и щелочи. При его упаривании хлорид выкристаллизовывается. Полученный раствор NaOH выпаривается в железных чанах, после чего сухой остаток переплавляют. [c.411]

Напряжение, при котором начинается электролиз, зависит прежде всего от природы восстанавливающихся ионов. Оно зависит также от концентрации этих ионов в растворе, от присутствия в растворе других электролитов, а также от того, кзшдится ли определяемый металл в виде хлорида, нитрата, аммиачного комплекса и т. д. Имеет значение также характер анодного процесса. [c.483]

Вследствие распределения металлического натрия в расплаве при высоких температурах вначале не удавались попытки выделить натрий непосредственно при электролизе расплавленной поваренной соли. Однако оказалось, что добавкой, хлористого кальция точку плавления можно значительно понизить, так что электролиз такой смеси можно провести при температурах незначительно выше 600°. На этом основан способ Кибы ( iba, 1910), который осуществил заводское получение натрия электролизом хлорида. Очень удобная камера для проведения этого процесса была сконструирована Даунсом (Downs). Даунс-камера (рис. 31) состоит из каменного сосуда, в который вставлены снизу графитовый стержень А, служащий анодом, и сбоку железные катоды К. Анод покрыт железным кожухом 1, на котором укреплена проволочная сетка 2, разделяющая анодное и катодное пространства. Смесь хлоридов, которая поддерживается в расплавленном состоянии теплом электрического тока, с поверхности покрыта твер- [c.190]

Принципиально все анодные материалы, пригодные для получения хлора электролизом водных растворов хлоридов щелочных металлов, могут быть использованы и для электролитического получения гипохлорита натрия. Новые возможности при выборе материалов для анодов и катодов при получении растворов гипохлорита натрия возникли в связи с успешной разработкой новых малоизнашивающихся электродов для производства хлора, каустической соды и хлоратов. Проведены исследования процесса электролиза разбавленных растворов поваренной соли и морской воды на титановых анодах с покрытием из платиновых металлов, смесей оксидов платиновых и неблагородных металлов и оксидов некоторых неблагород- [c.19]

Содержание Na I в анолите. В процессе электролиза концентрация хлорида натрия в анолите определяется скоростью подачи рассола в анодное пространство электролизера, при этом скорость подачи выбирают, исходя из максимальной степени превращения Na l, поддержания оптимальных условий работы анодов и выхода по току хлора. [c.103]

Материальный баланс. Доли потерь электрического тока на побочные реакции в катодном и анодном процессах не одинаковы. На катоде развиваются побочные процессы, приводящие к выделению водорода и катодному восстановлению хлора. На аноде основным побочным процессом является выделение кислорода или оксида углерода (IV). Кроме того, часть выделившегося на аноде и рэи-т-ворившегося в анолите хлора восстанавливается на катоде до хлорида. Баланс тока для нормального хода электролиза приведен в табл. 15. [c.97]

При увеличении плотности тока в процессе электролиза с угольным или графитовым анодом возникает так называемый анодный эффект. Плотность тока, при которой возникает анодный эффект, называют критической. Сущность явления заключается в накоплении газа на электроде и образовании газовой пленки, отделяющей анод от жидкой среды. При повышении напряжения ток проходит через газ в результате газового ионного разряда. В газовой пленке выделяется большое количество теп- ла, и поверхность анода перегревается. Перегреваются и прилежащие слои электролита. Плотность тока, при которой наблюдается такое явление, зависит от природы электролита и температуры, но в среднем может быть принята равной 4— 5 а1см для угля и 7—8 а/см для графита. Чаще всего это явление наступает в расплавленных фторидах, реже в хлоридах и еще реже в бромидах и иодидах. Критическая плотность тока для одного и того же электролита возрастает с температурой, с увеличением содержания окислов в расплаве. [c.269]

Оптимальная исходная концентрация Т1С1з в расплаве 4—5 масс. % Концентрация Ti b в процессе электролиза устанавливается 80 /о общего количества хлорида титана в расплаве. Анодная плотность тока 0,1—0,3 aj M , катодная [c.299]

Для длительного срока службы составного электрода необходимо, чтобы активное покрытие имело достаточную коррозионную устойчивость в условиях процесса электролиза. Однако этого недостаточно для получения пригодного для работы электрода. Вследствие пористости активного слоя в электрохимическую работу может включаться металл основы электрода и окисление или коррозия его могут определить срок службы электрода. Хотя титан обладает высокой коррозионной стойкостью при анодной поляризации в окислительных, слабощелочных и слабокислых средах, окисление титановой основы платинотитановых электродов (ПТА) оказалось фактором, в значительной степени определяющим срок службы ПТА при электролизе водных растворов хлоридов щелочных металлов и щелочных карбонатных электролитов [40—421. [c.19]

В некоторых процессах продукты электролиза удаляют про-сасыванием их вместе с частью электролита через пористый электрод, чтобы предотвратить попадание продуктов электролиза к электроду противоположного знрка. Таким образом, можно в электролизере без диафрагмы обеспечить хорошее разделение анодных и катодных продуктяв с хорошим выходом по току целевых продуктов. В качестве примера такого использования пористых электродов можно привести электролиз хлоридов меди для регенерации хлора из соляной кислоты [44]. Пористые электроды могут быть использованы и для отделения газов от жидкости в установках электролиза воды для регенерации воздуха в закрытых герметичных объектах в условиях невесомости. [c.41]

Кислородные соединения металлов в ряде случаев коррозионпо стопки в таких условиях, где чистые металлы совершенно нестойки. В производстве хлора и каустической соды, а также хлоратов электролизом водных растворов хлоридов щелочных металлов длительное время применяли аподы из плавленого магнетита, которые довольно устойчивы в условиях анодной поляризации, тогда как стальндле аноды совершенно нестойки в этих условиях. Аноды из двуокисей свинца и марганца достаточно стойки в сернокпслых и хлоридных растворах, их успешно применяют в ряде процессов электролиза. Различные смешанные окислы металлов типа шпинелей часто имеют высокую коррозионную стойкость при анодной поляризации в нейтральных, щелочных и кислых средах, в том числе и в хлоридных растворах. [c.185]

В 1964 г. фирма Nal o в США освоила производство тетраэтилсвинца анодным взаимодействием свинца с реактивом Гриньяра, этилмагнийхлоридом, в среде тетрагидрофурана или его смеси с эфирами полиэтиленгликоля типа гли-мов. В качестве анода используется гранулированный свинец, работающий как насыпной электрод в трубном пространстве кожухотрубного стального теплообменника. Трубки последнего отделены от свинца диафрагмой из полиэтиленовой ткани и служат катодом. В процессе электролиза на аноде выделяется тетраэтилсвинец, а на катоде магний, который реагирует с избытком хлорэтача, присутствующим в электролите, образуя исходный этилмагнийхлорид. В электрода лите накапливается хлорид С4Н8О магния, который выводится из процесса. [c.378]

При использовании для получения перхлоратов в качестве анодного материала диоксида свинца процесс окисления хлоридов до перхлоратов можно осуществить по прямой схеме без промежуточного выделения кристаллического хлората. Поскольку оптимальные режимы электролиза для получения хлоратов и перхлоратов разные, при использовании прямой схемы процесс также ведут в две стадии. На первой стадии окисления Na l до Na lOa электролиз проводят при 60—65 °С, а на второй, когда основная масса хлорида уже превращена в хлорат и протекает в основном процесс окисления хлората до перхлората, температуру снижают до 30—35 °С и добавляют фторид натрия При практически полной конверсии хлорида (99%) достигается выход перхлората по току 65% [55]. [c.96]

В электролизер, разделенный пористой фильтрующей диафрагмой 3, подается 20%-ный раствор хлорида натрия. Метан и кислород или воздух под давлением поступают во внутреннюю полость пористого графитового анода 4, продавливаются сквозь поры на наружную поверхность, где происходит реакция электрохимического хлорирования. На катоде 2 выделяется водород, а в катодном пространстве образуется едкий натр. Температура электролита в процессе электролиза 1 [оддерживается 40 С. Для предотвращения диффузии и электропереноса ионов ОН" из катодного пространства в анодное в процессе электролиза раствор непрерывно фильтруется через пористую асбестовую диафрагму 3, т. е. в электролизере осуществлен принцип противотока раствора и ионов ОН , как в производстве хлора и щелочи. Раствор хлорида натрия и едкого натра из катодного прдстранства направляется на переработку для [c.354]

Для конструкторов и проектировщиков электрохимических производств, равно как и для электрохимиков-технологов, большой интерес представит разд. VIII, в котором приведены имеющиеся данные, относящиеся к промышленному электролизу разного назначения. Здесь помещены количественные характеристики, связанные с электролизом хлоридов, т. е. с получением хлора и каустической соды, с процессами электрополировки и анодным оксидированием металлов, а также с процессами получения и электрорафинирования разных металлов. Большое количество данных относится к процессам нанесения гальванических покрытий из чистых металлов и сплавов. [c.7]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология