Электролиз воды анодные процессы

Разряд анионов из раствора на инертном электроде (платине, золоте, пассивном металле). Примером такого процесса может служить анодное выделение кислорода при электролизе воды [c.28]

В случае разделения в системе Н-О с использованием электролиза с ТПЭ, а = 6-9 при энергозатратах 3,8-4,3 кВт ч на 1 нм водорода, что превосходит параметры зарубежных водно-щелочных электролизёров. В работе [3] было проведено исследование процесса разделения изотопов водорода в системе протий — дейтерий при электролизе воды в ячейке с ТПЭ. При проведении электролиза в электрохимической ячейке с ТПЭ вода может подводиться как в анодное, так и в катодное пространство. С точки зрения энергетики более выгоден вариант с анодной подачей воды. При этом на поверхности анодного электрокатализатора происходит разложение молекул воды. Образующийся при этом кислород в газообразном состоянии выделяется в анодное пространство, а гидратированные ионы водорода переносятся через мембрану из ТПЭ [c.285]

Катодный и анодный выходы по току равны 60 % (40 % электричества расходуется на электролиз воды). Температура процесса 70° С. Рабочее время ванны за 1 ч равно 56 мин. Тепловое напряжение разложения воды при 343 К 1,474 В. [c.229]

Изучение водородного перенапряжения позволяет выяснить механизм этой реакции и представляет большой интерес с теоретической точки зрения. Установленные при этом закономерности можно частично распространить и на другие электрохимические реакции, что значительно повышает теоретическую значимость работ по водородному перенапряжению. Изучение водородного перенапряжения имеет также большое практическое значение, потому что современная промышленная электрохимия является преимущественно электрохимией водных растворов, и процессы электролитического разложения воды могут накладываться на любые катодные и анодные реакции. Водородное перенапряжение составляет значительную долю напряжения на ваннах по электролизу воды и растворов хлоридов. Знание природы водородного перенапряжения позволяет уменьшить его, а следовательно, снизить расход электроэнергии и улучшить экономические показатели этих процессов. В других случаях (электролитическое выделение металлов, катодное восстановление неорганических и органических веществ, эксплуатация химических источников тока) знание природы водородного перенапряжения позволяет успешно решать обратную задачу — нахождение рациональных путей его повышения. Все эти причины обусловили то, что изучение процесса катодного выделения водорода и природы водородного перенапряжения всегда находилось и находится в центре внимания электрохимиков. [c.397]

Коррозия металлов в кислых растворах как пример сопряженных реакций. В 4.1 были рассмотрены основные кинетические закономерности электрохимических процессов, относящихся к системам, в которых на поверхности металла протекает только одна электрохимическая реакция. Во многих случаях на электроде параллельно идут несколько электрохимических процессов. Например, катодное электроосаждение металлов осложняется параллельной катодной реакцией выделения водорода параллельно анодной реакции выделения хлора (хлорный электролиз) из водных растворов зачастую идет анодный процесс образования молекулярного кислорода из воды. [c.268]

Катодный и анодный выходы по току равны 60% (40% электричества расходуется на электролиз воды). Температура процесса 70° С. Рабочее время ванны за 1 ч равно [c.223]

Вода. Вода — лучший растворитель для электролиза, хотя н имеет некоторые недостатки. В некоторых случаях лучше использовать не воду, а апротонный растворитель, так как установить механизм электродной реакции в нем нередко легче, чем в воде. Часто процессы в водных растворах осложнены адсорбционными явлениями, в то время как во многих органических растворителях адсорбция наблюдается гораздо реже. Рабочий диапазон анодных потенциалов в воде очень ограничен, кроме того, многие органические соединения плохо растворимы в воде Для повышения растворимости используют добавки гидротроп-ных солей (см. разд 5.7.1). [c.207]

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]

Широко известно использование металлического никеля как анодного материала в процессах электролиза воды при щелочных электролитах, а также свинцовых анодов при электролизе сернокислотных электролитов. [c.222]

Наиболее широко распространен анодный вариант нанесения электроосаждением. При этом на аноде происходит электролиз воды и растворение металла с осаждением покрытия. Толщина осаждаемого слоя пропорциональна плотности тока. При достижении некоторой определенной толщины процесс практически прекращается. Электроосаждение отличается высокой адгезией покрытия, высокой производительностью, хорошей равномерностью покрытия на стенках отверстий и внутренних полостей изделий, возможностью автоматизации процесса. Основные недостатки этого способа - использование только водорастворимых материалов, сложность обеспечения контакта мелких деталей с анодной шиной, применение сложного оборудования и большие производственные площади. [c.679]

В ряде технологических процессов опасным является не только снижение или полное исчезновение вакуума, но и его превышение, например процессах электролиза воды, растворов солей, т. е. в процессах, сопровождаемых образованием горючих газов (водорода) и газов-окислителей (кислорода, хлора). Опасность в этом случае обусловлена тем, что при нарушении регламентированного соотношения (разности) остаточных давлений в катодной и анодной частях электролизеров горючий газ проникает в газовый объем окислителя или окислитель проникает в горячие газы, что может привести к образованию взрывоопасной газовой смесит в электролизерах и последующей аппаратуре. Наиболее часто происходит проникновение водорода в хлор вследствие превыщения вакуума в анодном (хлорном) пространстве. [c.273]

Изменение концентрации различных ионов в анолите и католите в ходе процесса электролиза воды может быть использовано для очистки щелочи от загрязняющих ее анионов. Если несколько электролитических ячеек соединить таким образом, чтобы электролит циркулировал через катодное пространство каждой предыдущей ячейки и анодное пространство каждой последующей ячейки, то в катодном пространстве крайней ячейки повысится концентрация щелочи и понизится содержание СГ, СОГ, 50Г и других загрязняющих анионов. При этом в анодном пространстве крайней ячейки накапливаются примеси и снижается концентрация щелочи. [c.35]

Проникновение опасных количеств кислорода в водород или газовую смесь, его содержащую. Это может иметь место, в частности а) на установках получения водорода методом электролиза воды при нарушениях режима давления в катодном и анодном пространствах электролизного агрегата б) в процессах получения водяного газа из газообразного, жидкого или твердого топлива с применением в качестве окислителя кислорода, когда в водяной газ попадает по тем или иным причинам ненрореагировавший кислород в) при пуске агрегатов по производству или очистке водорода без предварительного и полного вытеснения из них воздуха. [c.418]

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]

Кислородное перенапряжение составляет значительную долю общего напряжения на ванне по электролизу воды и влияет на расход электроэнергии при промышленном электролитическом получении водорода и кислорода. Реакция образования кислорода играет важную роль практически во всех анодных процессах при электролизе водных растворов и, в первую очередь, в реакциях электроокисления неорганических и органических веш,еств. Однако механизм анодного выделения кислорода до сих пор остается далеко не выясненным. [c.382]

Изучение водородного перенапряжения позволяет выяснить механизм этой реакции и представляет большой интерес с теоретической точки зрения. Закономерности, установленные при изучении перенапряжения водорода, можно частично распространить и на другие случаи электрохимической кинетики, что значительно повышает теоретическую значимость работ по водородному перенапряжению. Изучение водородного перенапряжения имеет также большое практическое значение, потому что современная промышленная электрохимия является преимущественно электрохимией водных растворов, и процессы электролитического разложения воды могут накладываться на любые катодные и анодные реакции. Величина водородного перенапряжения составляет значительную долю напряжения на ваннах по электролизу воды и растворов [c.350]

Процесс электролиза водных растворов соляной кислоты имеет некоторое формальное сходство с электролизом воды. В обоих процессах газообразные продукты электролиза должны быть разделены при помощи диафрагмы, состав электролита в катодном и анодном пространствах практически одинаков. Однако по существу как ход электролиза, так и условия его проведения настолько различны в этих процессах, что для промышленного оформления электролиза водных растворов НС1 могут быть использованы лишь некоторые общие принципы конструирования электролизеров для разложения воды. Высокая агрессивность электролита и газов, образующихся при электролизе НС1, значительный износ анодов и ряд других особенностей этого процесса находят свое отражение в инженерном оформлении электролиза соляной кислоты. [c.273]

Проведение процесса электросинтеза органических соединений в водных растворах связано и с рядом осложнений. Во многих случаях электрохимическая реакция на аноде или катоде сопровождается разложением воды, что обусловливает низкий выход продукта электролиза по току. Кроме того, что особенно существенно для анодных процессов, разложение воды приводит к появлению на поверхности электрода активных частиц, например, на аноде радикалов ОН, которые могут, путем взаимодействия с исходным или конечным продуктом электросинтеза, направлять реакцию в сторону образования побочных продуктов. [c.57]

Задачи, которые решает электрохимия в настоящее время, заключаются в раскрытии механизма относительно сложных процессов. Решение этих вопросов связано с большими трудностями и часто приходится через много лет возвращаться к одному и тому же процессу, пересматривая полученные результаты. Таким примером может быть выделение водорода из щелочных растворов, которое имеет место при практическом электролизе воды. В первые годы развития теории замедленного разряда считали, и это, казалось, подтверждалось первыми работами, выполненными с никелевым электродом, что медленной стадией в этом процессе является присоединение электрона к молекуле воды. Однако результаты по никелю вызывали ряд сомнений. В настоящее время можно утверждать, что процесс идет именно так, лишь в случае выделения водорода на электроде из жидкого галлия, как это было доказано И. А. Багоцкой. Оказалось, что в ультрачистых растворах на ртутном катоде этот процесс идет не по электрохимическому механизму, а так, как это представляли себе до рождения электрохимической кинетики. Тогда предполагали, что ион щелочного металла, например натрия, разряжается на катоде, образуя соответствующую амальгаму, которая затем реагирует химически (т. е. без разделения на катодный и анодный процессы) с водой, выделяя водород. [c.14]

Если при наложении положительного потенциала весь ток или его большая часть расходуется на растворение металла (его переход в раствор в виде ионов), то металл находится в активном состоянии и, следовательно, не может быть использован в этих условиях в качестве анода. Если же при анодной поляризации ток практически полностью расходуется на другой процесс, для протекания которого требуется более положительный потенциал, чем для раствореция металла (например, выделение кислорода на никеле при электролизе воды), в этом случае металл пассивен и может служить анодным материалом. Пассивация вызывает существенное изменение поверхностного слоя металла, благодаря чему становится возможным протекание процесса, требующего большей затраты энергии, тогда как растворение металла — более легкий процесс в отношении затраты энергии — полностью прекращается или протекает с очень малой скоростью. При этом нарушается закон электрохимической кинетики, согласно которому скорость анодного растворения металла должна возрастать при увеличении потенциала электрода. При изменении условий, в которых находится металл, состояние пассивности в ряде случаев может быть нарушено. Поэтому изменения плотности тока (или потенциала металла), концентрации электролита, температуры или других условий поляризации, иногла совсем незначительные, могут служить причиной перехода металла из пассивного состояния в активное и наоборот. [c.206]

В исследовании промен уточных продуктов анодных процессов используют реакции анодного замещения с нуклеофильными агентами (ОН , ОВ , N03, СГ, Р , N и т. д.), внутримолекулярное сочетание, депротонирование, декарбоксилирование, дезаминирование, реакции с водой, кислородом, кетонами, дегидрирование стильбеном, ацетонитрилом, палладиевой чернью и тому подобными агентами, реакции расщепления связей и другие процессы деградации, а также димеризации и полимеризации, часто протекающие самопроизвольно, особенно при длительном электролизе. [c.87]

Метод, электрокоагуляшт основан на анодном растворении металлического алюминия или железа и образовании в прианодном пространстве ионов алюминия или железа, мгновенно превращающихся в соответствующие гищюоки-си. Последние в процессе их коагуляции и 0бр 130вания хлопьев обладают высокой адсорбционной и адгезионной способностью к эмульгированным и коллоидно—растворенным нефтепродуктам. На катоде вследствие электролиза воды выделяется водород, флотирующий хлопья гидроокисей, на пористой поверхности которых содержится сорбированный нефтепродукт. Общую реакцию анодного растворения металла можно записать в виде уравнения [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]

В одной из наших прошлых работ [2] были подтверждены наблюдения А. Н. Фрумкина и сотр. [3], согласно которым при электролизе сульфата как в кислых, так и в щелочных растворах нри хороших выходах персульфата (платиновый анод, плотность тока около 1 а см , 20%-ный раствор КН304,15—20° С) кислород из воды не входит в последний. Это ставило под большое сомнение известный механизм, предложенный С. Глесстоном и А. Гиклингом [4], согласно которому первичным анодным процессом является образование перекиси водорода или других продуктов окисления воды, которые затем окисляют сульфат до персульфата. Тот же результат был позже получен для анодного образования перкарбоната, пербората и перфосфата нри электролизе карбоната, его смеси с метаборатом и фосфата [5]. [c.18]

Представляет интерес сопост,авление различных методов интенсификации электрохимических процессов с точки зрения снижения напряжения и расхода электроэнергии. Это сопоставление может быть сделано на примере электрохимического получения водорода. На рис. УП.44 приведена зависимость напряжения на электролизере от плотности тока для различных электрохимических методов получения водорода [278]. Как следует из данного рисунка, деполяризация анодного процесса диоксидом серы (кривая 3) позволяет достигнуть более существенного снижения напряжения по сравнению с электролизом раствора КОН при 100 °С и атмосферном давлении (кривая 1) и по сравнению с электролизом воды с использованием твердого полимерного электролита (кривая 2). [c.240]

Наряду с процессами синтеза хлоратов, в которых роль электролиза сводится к получению растворов гипохлорита и хлорноватистой кислоты, описаны способы получения хлоратов из электролитических хлора и каустической соды, образующихся в диафрагменном электролизере. Из катодного пространства электролизера 1 (рис. II.9) в сборник 5 поступает раствор каустической соды, содержащий (кроме 58 г/л NaOH) хлорат и хлорид натрия. Из сборника 5 раствор подается в реактор 3, куда из анодного пространства электролизера 1 поступает хлор. В реакторе 3 при 80° С и pH 6,8— 7,2 из продуктов электролиза образуется хлорат натрия. Содержимое реактора 3 направляется в сборник 4. Раствор в этом сборнике может содержать до 700 г/л Na lOs. Часть раствора из сборника 4 отводится в кристаллизатор 7, где в результате охлаждения выпадает кристаллический осадок Na lOs. Другая часть раствора направляется в бак 6, где корректируется состав раствора перед подачей на электролиз в анодное пространство электролизера 1. В б к 6 кроме раствора из сборника 4 поступают маточный раствор из кристаллизатора 7, анолит из анодного пространства электролизера 1, вода и хлорид натрия. Значение pH перед подачей раствора на электролиз доводится до 2—4 путем подкисления соляной кислотой. [c.75]

В электролизерах, служащих для получе ия гидроксида натрия по этому способу (рис, 154), вертикально устаиозлсииая диафрагма /, плотно прилегающая к стальному дырчатому катоду 2, отделяет аг10ДИ0е пространство 3 от катодного, 4 и препятствует смешиванию продуктов электролиза. Анодами служат графитовые стержни 5, В процессе электролиза в анодное пространство непрерывно поступает раствор хлорида натрня, а из катодного вытекает раствор, содержащий смесь хлорида н гидроксида натрия. Прн его выпаривании выкристаллизовывается хлорид натрия и остается почти чистый раствор щелочи. Последний отделяют от х,лорида натрия и выпаривают до полного удаления воды. Полученный NaOH сплавляют я отливают в фор.мы. Побочными продуктами при получении гидроксида натрия являются хлор и водород. [c.549]

На участке О не только нацело тормозится процесс синтеза НаЗзОв, но и изменяются закономерности образования Од выход озона становится прямо пропорциональным активности воды в электролите (рис. 13, б). Можно полагать, что это вызывается существенным изменением свойств частиц — предшественников Од. Нам кажется вероятным прохождение в этой области потенциалов депротонизации ОООН-радикалов. Получающиеся озо-нид-радикалы, очевидно, инертны к реакциям (10) и (11). Обладая большим сродством к электрону, чем кислород 2,95 эв по [76]), они прочнее адсорбируются на положительно заряженной поверхности анода, но требуют добавочного перенапряжения для перевода в нейтральную молекулу озона. Дипольный скачок потенциала в слое хемосорбированных озонид-ради-калов при их достаточной концентрации должен быть велик и существенно уменьшать гельмгольцевскую составляющую приложенного перенапряжения, приводя к снижению общей скорости анодных процессов и укрупнению выделяющихся при электролизе пузырьков газа, что и наблюдается экспериментально. [c.148]

Концентрация Na l в анолите увеличивается с ростом его содержания в рассоле. Повышение температуры электролиза, вызывающее усиленный унос паров воды с газообразным хлором, также способствует увеличению содержания Na l в анолите. Поэтому повышение концентрации хлористого натрия в питающем рассоле и температуры электролиза благоприятно сказываются на течении анодного процесса и ведут к увеличению выхода по току. [c.84]

Влияние концентрации электролита на выход по току основного продукта проявляется как непосредственно через изменение активности разряжающихся ионов НЗО , так и косвенно за счет изменения активности воды. При электролизе серной кислоты в условиях совместного разряда ионов бисульфата и молекул воды рост концентрации Н807 сдвигает парциальную поляризационную кривую образования надсерной кислоты в область менее положительных потенциалов. Это, в свою очередь, увеличивает скорость основной реакции и способствует росту выхода по току надсерной кислоты. Одновременно по мере повышения концентрации серной кислоты заметно падает активность молекул воды, что приводит к сдвигу парциальной поляризационной кривой разряда Н2О в область более положительных потенциалов и торможению побочной реакции образования кислорода. Это вызывает еще более значительное увеличение доли основной реакции в анодном процессе, а, следовательно, и дополнительное увеличение выхода по току надсерной кислоты. [c.161]

Образовавшаяся газовая смесь, содержащая SO2, SO3, Н2О и О2, охлаждается в концентраторе (тепло используется для концентрирования серной кислоты, поступающей из блока электролиза), где из нее кислотой практически полностью абсорбируется триоксид серы. Далее, газовая смесь, пройдя через сепаратор (где из нее отделяются брызги и туман серной кислоты), поступает в конденсатор для выделения воды. Оставшаяся смесь диоксида серы и кислорода разделяется на последовательных ступенях компримирова-ния и конденсации. При этом диоксид серы сжижается. Далее он направляется в блок электролиза, а сжатый кислород проходит турбогенератор (для использования энергии сжатия газа) и направляется потребителю. В электролизер, который заполнен 50 -60"/и-нон серной кислотой, через каталитический анод подаются жидкий диоксид серы и вода. В процессе электролитического разложения воды с деполяризацией анодного процесса диоксидом серы образуется водород и серная кислота [c.264]

При электролизе расплавленного едкого натра основным процессом на аноде является разряд кислородсодержащих анионов. Кроме того, на аноде происходит окисление интерметаллидов, основная масса которых разлагается в результате вторичного процесса с участием выделяющегося па электроде кислорода и воды. Обогащение висмутом анодного сплава протекает также за счет распределения интерметаллида между солевой и металлической фазой. В первичном анодном процессе вполне вероятно участие молекул интерметаллида и отрицательно заряженных висмутидных анионов. [c.278]