Электролиз растворов Nal перенапряжение выделения хлор

Значение обратимого потенциала выделения хлора более положительное, чем для кислорода, однако при электролизе не сильно разбавленных растворов хлоридов на аноде происходит преимущественное выделение хлора. Повыщенное перенапряжение выделения кислорода (по сравнению с перенапряжением для хлора) практически на всех анодных материалах, применяемых в производстве, позволяет при электролизе концентрированных растворов хлоридов получать хлор высокой концентрации с примесью кислорода и диоксида углерода в пределах 1—5% [1]. При значительном снижении концентрации хлоридов щелочных металлов в электролите (как это имеет место при электрохимическом способе получения растворов гипохлорита натрия) доля тока, расходуемого на выделение кислорода, существенно возрастает и выход хлора по току соответственно снижается. [c.14]

Как указывалось (стр. 30), равновесный потенциал разряда на аноде молекул воды с выделением газообразного кисло рода ниже равновесного потенциала выделения хлора. Поэтому при электролизе водных растворов хлоридов щелочных металлов можно получать практически чистый хлор только из-за большего, чем для хлора, перенапряжения кислорода на применяемых анодных материалах — графите, платине, магнетите. [c.81]

Рис. 4. Перенапряжение выделения хлора при электролизе растворов хлорида натрия

Платинированные титановые аноды (ПТА) используются в промышленных условиях во многих других процессах вместо платиновых. ПТА успешно применяют для получения гипохлорита натрия и в частности прямым электролизом растворов поваренной соли [4]. При высокой коррозионной стойкости они имеют малое перенапряжение выделения хлора и высокое перенапряжение выделения кислорода. ПТА применяют также в гальванотехнике вместо платиновых анодов [5], в процессе электролиза морской воды, в установках по обессоливанию морской или сильно минерализованных вод [6], в электрохимических установках обезвреживания промышленных сточных вод, при электролизе щелочных карбонатных растворов для получения водорода и кислорода [7], в производстве особо чистой алюминиевой фольги для радиотехнической промышленности и ряде других процессов. [c.137]

В процессе получения хлора и каустической соды электролизом с диафрагмой концентрированных водных растворов поваренной соли при анодной плотности тока менее 2 кА/м и при pH =, Я потенциал ПТА и платинового анода близок к нормальному потенциалу выделения хлора, т. е, перенапряжение выделения хлора невелико. При pH >3 происходит медленное пассивирование ПТА и потенциал увеличивается на 0,4—0,5 В [И]. С увеличением pH скорость изменения потенциала увеличивается. [c.154]

Изучению поведения анодов из МпОз в различных процессах прикладной электрохимии в последнее время посвящен ряд работ. Исследовалось перенапряжение выделения хлора на этих электродах [58, 59], их поведение при электролитическом получении хлоратов [60, 61, 106], при электролизе растворов соляной кислоты [107]. [c.231]

Для образования на аноде хлорной кислоты требуется высокое перенапряжение выделения хлора и кислорода, чему способствует низкая температура электролита. Так, если в условиях описанных выше опытов поднять температуру при электролизе с 25 до 50 °С, то выход по току хлорной кислоты уменьшится примерно в 2 раза. Кривые анодной поляризации при электролизе 0,1 н. раствора НС1 представлены на рис. 162. [c.380]

В отличие от металлического рутения окислы его имеют очень высокую коррозионную устойчивость при анодной поляризации, например, в растворах хлоридов. Перенапряжение выделения хлора на двуокиси рутения, нанесенной на титановую основу, невелико. На рис. VI-7 и VI-8 приведено значение [661 перенапряжения выделения хлора из растворов Na l с концентрацией 1 н. и 5 н. при разных температурах и на рис. VI-9 при температуре 20 °С и различной концентрации поваренной соли. На ОРТА, полученных термическим разложением смешанных растворов солей рутения и хлоридов титана на титановой основе, перенапряжение выделения кислорода ниже, чем на платиновых анодах. Перенапряжение выделения водорода одинаково с платиновыми катодами [67]. Выход хлора по току при электролизе хлоридных концентрированных и разбавленных растворов на ОРТА выше, чем на графите [68]. [c.196]

МИА с активным слоем, составленным на основе оксида Ru (IV) (ОРТА) начали применяться в промышленности в начале 60-х годов и уже широко используются на практике [58—64]. В настоящее время они быстро вытесняют графитовые электроды в процессах электролиза водных растворов поваренной соли в производстве хлора и хлоратов. МИА с активным покрытием на основе оксида Ru (IV) обладают такими свойствами, которые делают их исключительно удобными и экономичными в производстве хлора и каустической соды. Помимо перечисленных ранее преимуществ такие электроды имеют очень низкое перенапряжение выделения хлора и малое значение коэффициента Ь в уравнении Тафеля. Это позволяет увеличить плотность тока при электролизе растворов хлоридов без существенного увеличения напряжения на электролизере. Нанесение активного слоя путем термохимического разложения смеси солей рутения и титана — процесс простой и удобный. [c.25]

При электролизе воды перенапряжение на электродах имело значение лишь как фактор, повышающий напряжение разложения. При электролизе хлористых солей анодное перенапряжение имеет более широкое значение. Выше мы видели, чтО из растворов хлористых солей в условиях обратимости на аноде должен был бы выделяться исключительно кислород, а не хлор, так как обратимый потенциал выделения для кислорода значительно ниже, чем для хлора. Однако ввиду большого перенапряжения кислорода на всех материалах оказывается возможным почти исключительно выделение хлора. Поэтому при электролизе хлористых солей перенапряжение кислорода и хлора являются также факторами, определяющими направление процесса электролиза. [c.270]

Перенапряжение при выделении хлора меньше, чем при выделении кислорода, как это видно из данных, приведенных в таблице 12. В результате при электролизе концентрированных растворов хлоридов с платиновыми анодами на них выделяется практически только хлор на графитовых анодах хлора выделяется 96—99%, остальное — кислород. [c.55]

При получении хлора и каустической соды электролизом водных растворов хлоридов щелочных металлов в растворе электролита, кроме ионов хлора, присутствуют также анионы ОН , 0С1 , SO " и др. В зависимости от концентрации этих ионов, материала анодов, обусловливающего большую или меньшую величину перенапряжения выделения этих ионов, плотности тока и некоторых других факторов, ход анодного процесса может меняться и могут устанавливаться различные соотношения расхода тока на разряд отдельных анионов, присутствующих в растворе. [c.106]

Применяя анодные материалы с относительно высоким перенапряжением выделения кислорода и поддерживая высокую концентрацию хлоридов и низкую концентрацию гидроксильных ионов в условиях промышленного электролиза водных растворов хлоридов щелочных металлов, направляют анодный процесс в сторону преимущественного выделения хлора на аноде. [c.106]

При электролизе хлоридных растворов, как уже указано, наряду с реакциями выделения кислорода, возможно протекание реакции выделения хлора (3.7), стандартный потенциал которой (+1,359 В) более положителен, чем реакций выделения кислорода. Исходя из этого, казалось бы, что основным процессом при электролизе должно быть выделение кислорода, но вследствие высокого кислородного перенапряжения на многих металлах в основном происходит выделение хлора. [c.87]

Кислоты НС1, НВг и НЗ имеют напряжение разложения ниже, чем кислородные кислоты. Это объясняется тем, что равновесные потенциалы анионов Вг и Л (при активности, равной единице) отрицательнее, чем в кислом растворе при ан = 1 (табл. И). Окисление этих анионов протекает с перенапряжением значительно меньшим, чем окисление ОН. Поэтому при электролизе растворов НВг или НЗ на аноде выделяются галогены при потенциале, близком к равновесному, следствием чего и должно быть меньшее напряжение разложения. Что касается НС1, то хотя фр положительнее, чем фр д, высокое кислородное перенапряжение обеспечивает выделение на аноде главным образом хлора, что вызывает резкий рост тока при потенциале немного более положительном, чем равновесный для хлора. [c.543]

Пятая стадия хотя, вероятно, и играет некоторую роль, но, повидимому, ее значение для перенапряжения мало, поскольку, например, для выделения хлора в виде пузырьков при электролизе растворов хлоридов требуется малое перенапряжение. [c.553]

Поверхность графита покрыта окислами, количество и состав которых существенно зависят от предыстории образца. Это ведет к плохой воспроизводимости результатов как по величине перенапряжения, так и в отношении формы поляризационной кривой. Хорошо воспроизводимые четкие данные получаются после окисления графита в мягких условиях — при поляризации в слабокислом растворе хлорида, в котором несколько процентов тока идет на образование СОа. При этом исходные поверхностные окислы постепенно удаляются и образуется новая поверхность в некотором стационарном состоянии окисления, которое при дальнейшем электролизе уже практически не меняется. Обработанные таким образом электроды и использовались в наших экспериментах. Опыты проводились в сильнокислых растворах, в которых выделение кислорода сведено на нет, так что анодный ток соответствовал только одному процессу — выделению хлора [295, ср. 296, 297]. [c.166]

При различных практических процессах электролиза, в частности при электролизе воды, при получении хлора и каустической соды в ваннах с твердым катодом, в ряде процессов электроокисления на катоде электролизеров выделяется водород. Выделение водорода на катоде приводит к газонаполнению раствора у катода и росту омических потерь напряжения в растворе. Кроме того, в зависимости от материала катода и состава раствора выделение водорода происходит с различным перенапряжением и, следовательно, различными затратами электрической энергии на электролиз. [c.157]

Пример 2. Определить степень использования электроэнергии при электролизе раствора хлорида натрия, если концентрация раствора Na l равна 310 г/л, перенапряжение выделения хлора 0,192 В, водорода — 0,210 В суммарные омические потери, вклЮ чая диафрагму, составляют 1,051 В. Выход по току 0,96. [c.226]

Мояшо сделать вывод, что при увеличении pH анолита происходит труднообратимое окисление платинового слоя ПТА, которое влечет за собой увеличение перенапряжения выделения хлора на 0,4—0,5 В и относительной скорости побочного процесса выделения кислорода. По сравнению с графитовыми анодами скорость выделения кислорода на ПТА в 3—4 раза меньше, и при прочих равных условиях в процессе электролиза растворов Na l в электролизерах с диафраг.мой устанавливается более высокое значение pH анолита [111]. [c.155]

Образующийся в процессе электролиза активный хлор в первый момент кктексивно восстанавливается легкоокисляемыми органическими соединениями, скорость минерализации которых практически постоянна [46]. По мере накопления при этом трудноокисляемых продуктов электрохимических превращений органических соединений скорость окислительно-восстановительных процессов замедляется и увеличивается скорость накопления остаточного активного хлора. Оптимальная концентрация остаточного активного хлора после электролизера первой ступени составляет 70—80 мг/л [46]. Превышение этого значения приводит к обеднению раствора ионами С1 и, следовательно, к увеличению расхода электроэнергии как вследствие уменьшения удельной электрической проводимости воды и повышения перенапряжения выделения хлора, так и в результате возрастания доли количества электричества, расходуемого на побочные процессы разряда гипохлорит-ионов с образованием неактивных хлоратов [см. уравнения (3.13) и (3.14)]. [c.165]

Обратимый потенциал разряда ионов хлора в растворе, содержащем 4,53 моль/л Г>1аС1, при температуре 25 °С равен 1,325 В обратимый потенциал выделения кислорода в результате окисления молекул воды, рассчитанный по уравнению Нернста, при 25 °С равен 1,23 В. Следовательно, хлор на аноде выделяется при электролизе водных растворов хлоридов за счет более высокого перенапряжения выделения кислорода. [c.143]

В последние годы в США, Англии и других странах ведутся работы в об ласти электролиза растворов хлоридов (по ртутному и диафрагменному методам) с применением анодов из титана, покрытого электроосажденной платиной . По некоторым данным, такие аноды отличаются незначительным износом и невысоким перенапряжением выделения хлора, что позволяет снизить расход электроэнергии постоянного тока (благодаря более низкому анодному потенциалу и уменьшению забивки пор диафрагмы) и увеличить производительность электролизеров. Применения в промышленности такие аноды пока еще не получили. Работы по применению платино-титановых анодов ведутся и в СССР. [c.32]

Равновесный потенциал разряда на аноде молекул воды с выделением газообразного кислорода ниже равновесного потенциала выделения хлора, поэтому получение нрактически чистого хлора нри электролизе водных растворов хлоридов щелочных металлов становится возможным из-за большего (но сравнению с хлором) перенапряжения выделения кислорода на применяемых в практике анодных материалах графите, платине, окислах рутения или магнетите. [c.85]

Таким образом, варьируя различными параметрами электролиза, меняя состав раствора и подбирая анодный материал, можно даже в сильно разбавленных растворах Na i значительно снизить перенапряжение выделения хлора и уменьшить долю тока, идущую на побочное выделение кислорода. [c.63]

На многих тинах электродов потенциал перенапряжения выделения хлора ниже, чем кислорода, поэтому в присутствии хлоридов основным анодным процессом является выделение хлора. В работе [66] установлено, что в отсутствии хлоридов в сульфатных растворах разрушение красителей почти не происходит на таких электродах, как ОРТА, ОКТА, ТДМА и других, а в хлоридных растворах наблюдается быстрое обесцвечивание органических красителей. Поэтому для очистки сточных вод электрохимическим способом наиболее эффективным является процесс электролиза в растворах с относительно высоким (>1 г/л) со- [c.150]

Равновесный нотеициал разряда па графитовом аноде молекул воды с выделением газообразного кислорода нии е равновесного потенциала выделения хлора, и получение практически чистого хлора при электролизе водных растворов хлоридов щелочных металлов становится возможным вследствие большей, по сравнению с хлором, величины перенапряжения кислорода на графите. То же самое происходит и на других применяемых анодных материалах — платине, окислах рутения или магнетите. [c.84]

Следует отметить, что плотность тока выделения водорода в существенной степени зависит от условий электролиза, главным образом от наличия загрязнений на поверхности ртутного катода. Содержащиеся в растворе примеси, например ионы железа и других металлов, разряжаются на катоде, что приводит к увеличению вязкости ртутного катода, снижению линейной скорости его протекания и, в некоторых случаях, появлению на поверхности ртутного катода островков выделившихся металлов, на которых перенапряжение водорода существенно ниже, чем на ртути. Все это способствует ускорению выделения водорода, подщелачиванию раствора электролита, повышению концентрации в растворе хлороксидных соединений и снижению выхода по току щелочного металла как за счет ускорения выделения водорода на катоде, так и за счет увеличения плотности восстановления растворенного хлора и хлороксидных соединений. Поэтому основными условиями достижения высоких выходов по току щелочного металла являются хорошее перемешивание ртутного катода, что достигается при высокой линейной скорости его движения, и высокая чистота поступающего на электролиз раствора хлорида металла, а также достаточно высокая плотность тока электролиза, существенно превышающая скорость побочных реакций. [c.87]

Электролитическое получение раствора гипохлорита натрия осуществляют электролизом раствора поваренной соли в ваннах без диафрагмы. При этом хлор, выделяющийся на аноде, реагирует с едким натром, образующимся иа катоде. Во избежание образования хлората натрия вследствие окисления на аноде ионов СЮ по мере их накопления, электролиз ведут в условиях минимального перенапряжения при выделении хлора и низкой концентрации ионов СЮ в прианодном электролите. Для уменьшения скорости разложения гипохлорита натрия процесс ведут при 20—25°, охлаждая циркулирующий раствор электролита. Электродами служат платино-иридиевые сетки Можно также применять графитовые аноды и катоды. Электролиз проводят при плотности тока до 1400 aj M и напряжении между электродами 3,7—4,2 в. В рассол добавляют хлорид кальция и ализариновое или канифольное масло ( 0,1%) для предотвращения катодного восстановления. Выход по току по мере накопления активного хлора до 10—12% г/л уменьшается от 95% в начале процесса до 50—55%. При начальной концентрации раствора 100—120 г/л Na l и содержании в конечном растворе 15—20 г/л активного хлора расход энергии составляет 5,5—6 кет ч на кг активного хлора. При увеличении конечной концентрации активного хлора расход энергии возрастает за счет снижения выходов по току. [c.701]

Следовательно, на аноде с малым перенапряжением должен в первую очередь разряжаться кислород. Однако на графитовых анодах перенапряжение кислорода много выше перенапряжения хлора и поэтому на них будет происходить в основном разряд ионов С1" с выделением газообразного хлора по реакции (а). Выделение хлора облегчается при увеличении концентрации Na l в растворе вследствие уменьшения при этом равновесного потенциала. Это является одной из причин использования при электролизе концентрированных растворов хлорида натрия, содержащих 310 — 315 г/л. На катоде в щелочном растворе происходит разряд молекул воды по уравнению [c.133]

Перенапряжение Де при электролизе растворов Na I в большой степени зависит от концентрации хлористого натрия, как это видно из рис. 118. На этом рисунке по оси абсцисс отложено перенапряжение д , а по оси ординат — плотность тока (в а см-). Особенно быстро повышается плотность тока с ростом концентрации Na l в зоне малых концентраций раствора. Эти результаты подчеркивают глубокое различие в явлениях перенапряжения при выделении хлора и при выделении водорода. [c.316]

Однако перенапряжение разряда ионов кислорода на обычных анодных материалах выше, чем для ионов хлора. Поэтому потенциал выделения хлора в условиях электролиза нейтральных или кислых концентрированных растворов хлоридов щелочных металлов ниже потенциала выделения кислорода, вследствие чего происходит преимуществеиное выделение хлора. При электролизе на платиновых анодах соотношение потенциалов выделения хлора и кислорода таково, что можно получать практически чистый хлор. В процессе электролиза с графитовыми анодами одновременно с хлором выделяется кислород. Количество кислорода в хлоргазе зависит от условий ведения анодного процесса и обычно колеблется от 0,5 до 3,0%. При малой анодной плотности тока, когда перенапряжение невелико, доля тока, расходуемого на выделение кислорода, возрастает. [c.30]

Стандартный потенциал кислородного электрода равен 1,229 в [284]. В нейтральном растворе он составляет 0,815 в, поэтому при электролизе раствора Na l с малой плотностью тока в первую очередь начинает выделяться кислород. Однако перенапряжение выделения кислорода возрастает значительно быстрее, чем перенапряжение разряда хлора, поэтому уже при сравнительно низкой плотности тока скорость разряда хлора превышает скорость разряда кислорода. В опытах Животинского и Любинской [82] на графитовом аноде в 0,1 н. растворе НС1, насыщенном Na l, при 25 °С доля тока, расходуемого на разряд кислорода, составляет 4,39% (при плотности тока 50 ajM ) и 0,29% (при плотности тока 1000 а м ). Для тех же условий при 50 °С эти доли соответственно равны 16,8 и 0,75%. [c.61]

Стандартный потенциал кпслородного электрода равен 1,229 В ([1]. В нейтральном растворе он составляет 0,815 В, поэтому при электролизе раствора хлористого натрия с малой плотностью тока в первую очередь начинает выделяться кислород. Однако перенапряжение выделения кислорода возрастает значительно быстрее, чем перенапряжение разряда хлора, поэтому уже при сравнительно низкой плотности тока скорость разряда хлора превышает скорость разряда кислорода. [c.49]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология