Мембраны анодные

На рис. 4 приведена схема электродиализатора. При электродиализе мембраны несут электрический заряд, и может произойти смена ионного состава коллоидной дисперсии, соответственно изменяется и ее pH. Эти изменения обусловлены тем, что электрически заряженные мембраны неодинаково проницаемы для катионов и анионов. Для устранения этого эффекта мембраны, применяемые в электродиализе, могут обрабатываться различными веществами, уменьшающими их собственный заряд. Избирательные свой-сва мембран в некоторых случаях используют и для селективной очистки или для еще большего ускорения электродиализа, когда применяют две мембраны — анодную и катодную, изготовленные из материалов с различными зарядами. [c.16]

Какие мембраны называют электрохимически активными Что значит катодная мембрана, анодная мембрана [c.423]

Перед опытом мембраны анодно поляризовали с двух сторон в растворе фона (6М КОН) при потенциале фг =1,62в. После размыкания цепи насыщенный кислородом раствор сливали и заменяли свежим. На обеих сторонах мембраны устанавливался потенциал —около 4-1,3 в. При введении восстановителей в контактное отделение ячейки происхо- [c.132]

Лабораторная модель (рис. 27.4) электролизера для получения хлора и щелочи представляет собой стеклянный сосуд 1 с крышкой 6 из оргстекла с отверстием, в которое вставляется анодный блок. Анодный блок состоит из титанового стакана 3 с отверстием для мембраны 4, которая закрепляется и герметизируется с помощью фторопластовой втулки 9 и титановой крышки 8 в виде накидной гайки. Внутри анодного блока находится перфорированный анод 5 (ОРТА). [c.173]

Последнее равенство очевидно, так как в силу сохранения электронейтральности раствора повышенное поступление катионов из капилляров мембраны на катодную сторону должно быть уравновешено задержкой анионов перед капиллярами на этой стороне. На анодной стороне мембраны повышенный расход катионов компенсируется переносом анионов от мембраны к положительному полюсу. Таким образом, на анодной стороне мембраны имеет место общий отрицательный баланс, т. е. понижение концентрации электролита. [c.207]

Для проведения электродиализа применяют различной конструкции аппараты, называемые электродиализаторами. Основой таких аппаратов является трехкамерная ячейка, среднее пространство которой отделено от крайних электродных камер мембранами. Подлежащий очистке коллоидный раствор помещают в среднюю камеру, в то время как крайние камеры наполняют водой. Мембрана, расположенная у отрицательного электрода называется — катодной, а у положительного — анодной. Следует обращать большое внимание на выбор материала для анода, чтобы избежать анодного растворения и переноса ионов металла через анодную мембрану в среднюю камеру. В связи с этим в качестве анода обычно употребляют платину или графит. В качестве катода могут служить различные металлы — железо, никель, медь. [c.223]

С увеличением разности чисел переноса ионов в анодной и катодной мембранах возрастает скорость изменения концентрации электролита в средней камере. Можно повысить скорость электродиализа, применяя мембраны одного знака заряда, но разной электрохимической активности. При этом, если мембраны приготовлены из одного и того же материала и имеют отрицательный заряд поверхности, то мембрану с большим средним радиусом пор ставят на анод. В случае двух положительно заряженных мембран анодная мембрана должна иметь меньший радиус пор по сравнению с катодной. Наиболее эффективно процесс электродиализа будет идти с идеально электрохимически активными мембранами разного знака заряДа. В этом случае разность чисел переноса ионов электролита в анодной и катодной мембранах достигает максимальной вели--чины, т. е.. единицы. [c.227]

Следующий шаг вперед был сделан В. В. Стендером с сотрудниками. Они воспользовались методикой подсчета, данной Бете и Тороповым, и подробно рассмотрели процесс электродиализа для системы, реально осуществлявшейся в трехкамерном электродиализе, а именно в средней камере — раствор соли, в анодной камере — р аствор кислоты, а в катодной — раствор щелочи. В. В. Стендер подразделял мембраны на изменяющие числа переноса ионов, которые он назвал электрохимически активные , и на не изменяющие числа переноса — электрохимически неактивные . Он рассмотрел процесс электродиализа с электрохимически неактивными мембранами в системе раствор кислоты I раствор соли раствор щелочи как простой электролиз, предположив, что в процессе электродиализа поры анодной мембраны пропитаны раствором кислоты из анодной камеры, а поры катодной — раствором щелочи из катодной камеры. А. В. Маркович объединил все эти положения, дополнил их и дал общую теорию процесса электродиализа, основывающуюся на соотношениях чисел переноса. А. В. Маркович разделяет мембраны, применяющиеся в электродиализе, на три группы. [c.171]

Рассмотрим условия первого режима для раствора КС1, учитывая наличие также ионов воды, т. е. в системе будут ионы К+, 1 , Н+ и ОН . При применении двух идеально электрохимически активных мембран, поставленных положительно заряженная мембрана — на анодной стороне и отрицательно заряженная — на катодной, можно записать следующие соотношения для чисел переноса в мембранах [c.172]

При наличии электрохимически активных мембран направление процесса, т. е. уменьшение или увеличение концентрации электролита в средней камере, зависит от соотношений чисел переноса в по>рах анодной и катодной мембран. Если катодная мембрана повышает число переноса катиона по сравнению со свободным раствором, а анодная мембрана повышает число переноса аниона, т. е. (па)1> (иа)о и (мк)п> (пк)о, и так как ( к)1+ ( 01)1= ( к) 11+ ( а) 11= 1, то [c.173]

Рис. 107. Изменение концентрации иона 1 в средней камере при электродиализе раствора КС1 в зависимости от разности чисел переноса иона С1" через анодную и катодную мембраны и их расположения в трехкамерном аппарате.

Для двух коллодиевых мембран значение выхода по току, рассчитанное из разницы чисел переноса между мембранами (для иона хлора), было 12,3%. Среднее значение из трех параллельных опытов, вычисленное по уравнению (103), оказалось равным 12,1% (12,3 12,3 12,0). Это показывает, что в условиях проводившихся опытов анодная мембрана действительно оказалась пропитанной раствором НС1 из анодной камеры, так как направление электроосмотического переноса было из анодной камеры в среднюю. [c.181]

Использование мембраны не позволяет, однако, полностью устранить гравитационный поток. Поэтому были предложены специальные ячейки для измерения чисел переноса в индивидуальных расплавах. В одной из ячеек (рис. 28, а) электрический контакт между анодным и катодным пространствами осуществляется через пористую мембрану, но перетекание жидкости возможно через капилляр, в котором помещен воздушный пузырек. Так как перемещение пузырька происходит под действием небольшой силы, то перетекание жидкости через мембрану полностью исключается. Числа переноса рассчитываются из скорости перемещения пузырька. В конструкции ячейки (рис. 28, б) возникновение гидростатического потока предотвращено за счет горизонтального расположения системы. Числа переноса определяют по [c.91]

Мембрана не позволяет, однако, полностью устранить гравитационный поток. Поэтому были предложены специальные ячейки для измерения чисел переноса в индивидуальных расплавах. В одной из ячеек (рис. V.2,a) электрический контакт между анодным и катодным пространствами осуществляется через пористую мембрану, но перетекание жидкости возможно через капилляр, в котором помещен воздушный пузырек. Так как перемещение пузырька происходит под действием небольшой силы, то перетекание жидкости через мембрану полностью исключается. Числа переноса рассчитываются из скорости перемещения пузырька. В другой конструкции ячейки (рис. V.2,6) возникновение гидростатического потока предотвращено за счет горизонтального расположения системы. Числа переноса определяются по перемещению жидких электродов, ограничивающих расплав с двух сторон. Предложен также метод определения чисел переноса при помощи радиоактивных индикаторов. Полного согласия результатов определения чисел переноса различными методами не получено. Числа переноса катионов в расплавах приведены ниже [c.101]

В силу большого омического сопротивления стеклянной мембраны электрода разность потенциалов гальванического элемента (рис. 4.10) не может быть измерена с большой точностью (сопротивление мембраны сопоставимо с сопротивлением высокоомных вольтметров). Для этой цели обычно используют ламповые потенциометры. Упрощенная схема такого потенциометра приведена на рис. 4.11, где показаны три блока, выполняющих самостоятельные функции. [>лок питания I служит источником стабилизированного -анодного напряжения для питания блока лампового усилителя II. Блок усилителя, собранный по дифференциальной схеме для устранения колебаний тока накала ламп, предназначен для усиления сигнала из потенциометрического блока III. Блок потенциометра, принципиальная схема которого подобна изображенной на рис. 4.6, служит для определения разности потенциалов гальванического элемента, состоящего из стеклянного и каломельного электродов. Разность потенциалов количественно определяют переменным сопротивлением R, шкала которого проградуирована в единицах pH исследуемого раствора. [c.96]

I — катодное пространство 2 — анодное пространство 3 — толстые мембраны —тонкие мембраны 5 — среднее пространство с. м. — солевые мосты. [c.469]

В случае электродных реакций (УП1.48) прохождение электрического тока не изменяет количеств веществ в растворе, а вызывает лишь их перераспределение между катодным и анодным пространствами (включая толстые мембраны), поскольку в среднем пространстве концентрации электролитов остаются неизменными. [c.469]

Далее, если бы плоскость отсчета потоков ионов была бы выбрана несколько выше относительно тонких мембран (пунктир на рисунке), то получился аналогичный результат, так как согласно методике концентрация электролитов на этой границе та же, что и в тонких мембранах. Это означает, что для успешного применения метода Гитторфа раствор в катодном и анодном пространствах следует анализировать после электролиза, предварительно объединив растворы пространств с растворами соответствуюших солевых мостов по этой причине толстые мембраны делают съемными. [c.470]

При введении понятий чисел переноса рассматривалось прохождение тока через ячейку, условно разделенную на катодное, промежуточное и анодное пространство, и было показано, что никаких изменений концентрации ионов в промежуточном пространстве не происходит. Все концентрационные изменения были локализованы в катодном и анодном отделениях. Видоизменим теперь условия электролиза. Пусть катодное пространство отделяется от среднего промежуточного мембраной, проницаемой только для катионов (катионитовая мембрана). Соответственно мембрану, пропускающую только анионы, используем для отделения промежуточного пространства от анодного (анио-нитовая мембрана). Такие мембраны, обладающие избирательной способностью пропускать ионы одного определенного знака (катионы или анионы), изготавливаются на основе ионитовых смол. При прохождении электрического тока через такую ячейку происходит изменение концентрации (рис, 25), [c.40]

Под действием градиента электрического потенциала из анодного пространства электролизера помимо ионов Ыа+ в католит могут переноситься и другие катионы, которые оказывают существенное влияние на работу мембраны и качество получаемой щелочи. Это обстоятельство предъявляет повышенные требования к чистоте питающего рассола. Действие электрического поля способствует также переносу значительного количества молекул воды из анолита в католит. [c.101]

Расчет по этому выражению показывает, что выход по току около 90% достигается при значении отношения J w k) = = 6—10. Отсюда следует необходимость снижения влагоемкости для увеличения выхода по току. Вместе с тем снижение влагоемкости приводит к росту падения напряжения на мембране. Поэтому на практике применяют мембраны с комбинацией слоев тонкий слой (около 5—10 мкм), который обладает низкой влагоемкостью и обеспечивает высокий выход по току с катодной стороны п относительно толстый слой (порядка 100 мкм) с высокой влагоемкостью, имеющий низкое электрическое сопротивление с анодной стороны. По этому принципу конструируют практически все мембраны для электролиза растворов хлоридов щелочных металлов. Например, введение аминогрупп в сополимер перфторированного эфира и тетрафторэтилена и замена его сульфогрупп карбоксильными снижает влагоемкость мембраны в 2—5 раза. [c.110]

Некоторые сепараторы, например пленка типа целлофана и лак АП-14Л, представляют собой селективные мембраны, способные избирательно пропускать ионы, находящиеся в электролите. Лаковый слой АП-14Л на поверхности катода замедляет прохождение из катодного пространства в анодное растворимых в щелочах соединений ртути, серебра и марганца, снижая скорость саморазряда элементов. Диффузия ионов щелочных металлов и ОН через лаковую пленку происходит без заметных затруднений. Лаковый слой АП-14Л химически устойчив к воздействию сильных окислителей, которыми являются катодные активные материалы. Стойкость и избирательные свойства пленки выражены слабее, чем у АП-14Л, В отсутствие селективных мембран целлюлозные бумажные сепараторы постепенно окисляются соединениями тяжелых металлов, которые в некоторых случаях восстанавливаются до свободных. металлов, например ртути и серебра, и вызывают внутренние межэлектродные замыкания. Пленка также предотвращает возможность замыкания при выпадении из щелочного электролита окиси цинка, которая имеет нарушенную структуру и вследствие этого электронную проводимость. [c.151]

Возможен также перенос зоды через мембрану (см. рис. 2). Так, вода может проникать через катионитовую мембрану в катодное пространство из анодного вместе с катионами (гидрат-ная вода) и за счет электроосмоса. Перенос воды возрастает с уменьшением в анолите активности катионов, переносимых через мембрану. Таким образом, от селективности мембраны зависит концентрация конечного продукта, его чистота и выход. [c.21]

Для получения адиподинитрила используют электролизер фильтр-прессного типа с интенсивной циркуляцией раствора злектролита (рис. 2.63) и биполярным включением электродов. Основным элементом такого электролизера является электродная плита 1, изготовленная из пластмассы, устойчивой к действию органических растворителей (полипропилен, фторопласт). С боковых сторон плиты в пазах устанавливают электроды 2 и 3, электрически соединенные между собой металлическими шпильками 4. В теле электродной плиты имеются каналы 5 для ввода и вывода раствора как в анодную, так и в катодную камеры. Каналы имеют отверстия 6, по которым раствор равномерно распределяется по камере. Каждая электродная плита зажата между двумя мембранными рамами 7, также изготовленными из пластмассы. В середине мембранной рамы запрессована мембрана 8. С торцов электролизера устанавливают концевые плиты 9, имеющие по одному электроду. [c.213]

Применяя мембраны, изменяющие числа переноса, т. е. электрохимически активные, можно значительно ускорить процесс электродиализа. Если поставить отрицательно заряженную мембрану на катодную сторону трехкамерного диализатора, то такая диафрагма будет увеличивать число переноса катионов, а положительно заряженная мембрана на анодной стороне будет увеличивать число переноса анионов. Таким образом можно значительно увеличить разницу чисел переноса ионов между диафрагмами. Такие диафрагмы называют идеально электрохимически активными. Разница между числами переноса в этом случае доходит до единицы, и выход по току достигает 100%. [c.258]

Необходимо еще упомянуть о двух побочных явлениях, которые могут иметь место, когда пространство между электродами разделено мембраной [4, 5]. Первое из них — электроэндоосмос, сущность которого состоит в том, что через мембрану в анодное или в катодное пространство перемещается вода. Поскольку это явление в ряде случаев препятствует проведению препаративного ионофореза и электрофореза, оно подробно рассматривается в соответствующей главе. Сущность второго побочного явления состоит в том, что мембрана со стороны анодного пространства заряжается отрицательно, а со стороны катодного пространства — положительно. Данные об этих явлениях и их зависимости от качества мембран приведены в работах Мангольда [20, 21]. [c.195]

На рис. 4 дана схема электродиализатора. Прп электродиализе, вследствие того что мембраны при контакте с жидкостью приобретают электрический заряд, могут произойти изменения в ионном составе коллоидного раствора и соответственно может изменяться его pH. Причиной этих изменений является то обстоятельство, что электрически заряженные мембраны неодинаково пропускают катионы и анионы. Чтобы устранить этот нежелательный эффект, мембраны для электродпализа обрабатывают различными веществами с целью ионижения их собственного заряда. Избирательная способность мембран в некоторых случаях используется для селективной очистки или для ускорения электродиализа. В этом случае обе мембраны — анодную и катодную — изготовляют из материалов, приобретающих при контакте с раствором заряды противоположного знака. [c.24]

Если мембрана нейтральная, то числа переноса для раствора НСЮ4 равны /р + " /б ч С10- = /б- В соответствии с этим в катодном пространстве в результате восстановления количество ионов Н+ уменьшается на I экв Н+, поступает из анодного пространства V5 экв Н+ и уходит в анодное пространство экв С10 . В итоге из катодного пространства уйдет Д экв НСЮ4. В анодном пространстве в результате окисления появится 1 экв Н+, уйдет в катодное пространство V5 экв Н+ и придет из катодного пространства /5 экв СЮ4. В итоге в анодном пространстве появится Чь экв НС1О4. Таким образом, при электродиализе с нейтральной мембраной происходит накопление хлорной кислоты в анодном пространстве. [c.242]

В таком приборе можно было легко создать условия, соответствующие первому режиму по теории А. В. Марковича, т. е. поддерживать постоянным любой состав и концентрацию раствора в боковых камерах (4 и 5), регулируя приток раствора из запасных бутылей (1 и 2). В результате этих опытов выяснилось, что действительно, согласно предположениям при ведении электродиализа с двумя грубопористыми коллодиевыми мембранами, не изменяющими чисел переноса, концентрация электролита в средней камере оставалась постоянной при длительном пропускании электрического тока. При помещении мембраны с относительно большим числом переноса катиона на катодную. сторону и с меньшим — на анодную происходило уменьшение концентрации электролита в средней камере (рис. 106, кривая 1). При обратном расположении мембран наблюдалось не уменьшение, а увеличение концентрации раствора в средней камере (рис. 106, кривая 2). [c.173]

Для того чтобы иметь представление о соотношениях между диффузией, электроосмосом и электролизом в процессе электродиализа, рассмотрим электродиализ при режиме, когда все три камеры электродиализатора наполнены раствором K l одинаковой концентрации. В процессе электродиализа с двумя электрохимически активными мембранами (с разницей чисел переноса между ними) будет происходить уменьшение концентрации КС1 в средней камере. Если мы имеем дело с двумя отрицательно заряженными мембранами (в данном случае двумя коллодиевыми различной пористости), то электроосмотический перенос раствора будет направлен из анодной камеры в среднюю и из средней камеры в катодную. При этом, очевидно, следует учесть только диффузию из анодной камеры в среднюю, но не из катодной камеры в среднюю, так как в последнем случае она направлена против электроосмотического переноса. Поправка на электроосмотический перенос вводилась нами на основании результатов параллельных опытов по злектроосмосу для анодной и катодной мембраны. Зная количество перенесенного раствора на V [c.180]

Под электрохимическим действием мембраны мы понимали вносимое мембраной концентрационное изменение раствора, без учета диффузии и электроосмотического переноса. Если в начале опыта имеется определенный объем электролита Уо концентрации Со, то общее количество электролита в средней камере будет Vo g. В результате электроосмотического переноса во время опыта, получится поступление объема Va концентрации Са из, анодной камеры в среднюю. В то же время пронсходит вынос части электролита из средней камеры через катодную мембрану в катодную камеру. Это количество можно принять, в первом приближении, равным произведению перенесенного объема на среднюю концентрацию во время опыта, изменявшуюся от значения Со до конечной концентрации в средней камере —Ск. Следовательно, количество перенесенного КС1 за счет электроосмоса [c.180]

Использование ионообменных мембран в анализе Ионообменной (ионитовой) мембраной называют пленку, полученную из ионообменной смолы. Находясь в растворе электролита, ионитовые мембраны избирательно пропускают ионы только одного знака заряда, а именно катионитовые мембраны пропускают только катионы, анионитовые — анионы. Это свойство ионитовых мембран используют для разделения катионов и анионов, а также для их отделения от неэлектролитов методом электродиализа. Центральную часть электродиализатора, в которой находится анализируемый раствор, отделяют от анодной части анионитной, а от катодной — катионитной мембраной. В процессе электродиализа к аноду мигрируют только анионы, так [c.205]

В связи с тем, что повышение эквивалентной массы сопровождается увеличением электрического сопротивления мембраны, в практике используют двухслойную мембрану. При этом эквивалентная масса на анодной стороне мембраны ниже (например, 1100), а на катодной — выпе (например, 1500). [c.174]

Особенностью электролизеров такого тина являстся 1аличие нефильтруюшей полимерной мембраны, которая разделяет анодное и катодное, [(ростра)1Ство в электролизере. Насыщенный [c.408]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология