Электролиз воды электролита

Одновременно при электролизе воды наблюдается восстановление на катоде растворенного в электролите кислорода и окисление на аноде растворенного водорода. В результате каждого из этих процессов образуется вода. Ввиду малой растворимости водорода и кислорода при повышенных температурах эти реакции почти не отражаются на выходе продуктов электролиза по току. В современных электролизерах выход по току приближается к 98%. [c.109]

Однако электролиз воды под давлением имеет и свои отрицательные стороны. Опытным путем было установлено, что при увеличении давления в электролизере повышается растворимость газов в электролите и уменьшается выход по току, при этом усиливаются побочные процессы восстановления кислорода на катоде и окисления водорода на аноде. [c.115]

Перхлораты можно получать с высоким выходом по току из кислых или нейтральных растворов при условии, если в электролите отсутствуют ионы С1 и содержание СЮз не слишком мало. При существенном снижении концентрации ионов СЮз в растворе образование ионов СЮ прекращается и весь ток расходуется на электролиз воды. [c.192]

В процессе электролиза воды с повышением плотности тока напряжение на электролизере увеличивается главным образом в результате роста падения напряжения в электролите и диафрагме и в значительно меньшей степени — за счет возрастания перенапряжения выделения кислорода и водорода. Это объясняется тем, что значение перенапряжения выделения этих газов связано с плотностью тока полулогарифмической [c.157]

Серная кислота относится к продуктам основного химического производства. Ее используют в производстве удобрений, для предварительной обработки и переведения в раствор ( вскрытия ) минералов, при электролизе воды, как электролит свинцовых аккумуляторов и для многих других целей. [c.130]

До начала электролиза каустик должен быть хорошо обезвожен. В присутствии воды в электролите будет идти процесс электролиза воды, как это следует из измерений обратной э. д. с. при [c.306]

Ванна получения цинка токовой нагрузкой 1 25 кА имеет напряжение V = 3,25 В (за вычетом его потерь в шинопроводах и внешних контактах) и катодный выход по току З т == 90% [10% (Вт") тока расходуется на электролиз воды . Рабочий электролит ванны (аналогичный по составу выходящему раствору) содержит 45 г/л цинка и [c.246]

Ванна электроэкстракции цинка работает с токовой нагрузкой 20 кА при напряжении на участке катод — анод 3,30 В и катодном выходе по току цинка 91 %. На электролиз воды затрачивается 8 % пропущенного электричества снижение выхода по току за счет межэлектродных шунтирующих замыканий и утечек тока 1,0 %. Рабочий электролит содержит растворенного цинка 44 г/л и серной кислоты 152 г/л, температура электролиза Зв" С. Компенсация выделяемой джоулевой теплоты осуществляется подачей охлажденного кислого электролита, содержащего 57 г/л цинка. Для простоты расчета принять неизменность объема раствора и равными теплоемкости выходящего и поступаемого растворов [3,75 кДж/(л-град)]. В общем расходе теплоты потери от конвекции, излучения и испарения воды составляют 5 %. [c.274]

Электролитическими методами получают многие металлы и некоторые неметаллы. Кислород и водород получают электролизом воды, содержащей электролит. Щелочные металлы, щелочноземельные металлы, магний, алюминий и многие другие металлы производят для нужд промышленности или для специальных целей электрохимическим восстановлением их соединений. [c.325]

Основным сырьем для процесса электролиза воды является сама вода. Чистая вода имеет большое электрическое сопротивление— порядка 108 Ом-м. Чтобы электролиз шел при достаточно низком напряжении, нужно в составе электролита иметь сильно диссоциированные соединения. Их ионный состав должен быть таким, чтобы на катоде выделялся только водород, а на аноде — кислород. Эти соединения не должны вызывать в водном растворе коррозию стали и других металлов, из которых изготавливаются электролизеры и аппаратура. Всем этим требованиям удовлетворяют едкие щелочи, которые, кроме того, дешевы. Из них и приготавливают электролит. [c.10]

Для электролиза воды нужен набор аппаратов. Их соединяют в технологическую схему. Основной аппарат схемы — это электролизер. В нем под действием постоянного электрического тока часть воды разлагается на водород и кислород,- а электролит непрерывно циркулирует, проходя через электролитические ячейки, а затем через холодильник. Циркулирующий электролит увлекает с собой выделившийся водород и кислород. Газы отделяются от него и собираются раздельно. Далее газы проходят через аппараты для отделения брызг электролита, промыватели и холодильники (конденсаторы). [c.19]

Электролиз. Для получения выхода по току выше 50%, как показали советские ученые, необходимо соблюдать следующие условия уменьшать растворение в электролите получающегося натрия, ускорять вывод из электролита образующейся при электролизе воды и создавать условия для правильного обмена анолита с католитом и взаимодействия при этом влаги и натрия. Электролиз осуществляют при высокой катодной плотности тока 1,3—2,0-10 А/м . [c.221]

Для сравнения следует указать, что при промышленном электролизе воды с плотностью тока 170 ма/см обычным является напряжение 1,8 в и более. Падение напряжения в электролите при расстоянии между электродами 7 мм составляет максимум 50 лгв его нужно прибавить к данным фиг. 104, чтобы получить характерное техническое рабочее напряжение, ..... . [c.304]

Кроме доступности, дешевизны и малой агрессивности, электролиты, применяемые для электролиза воды, должны иметь высокую электропроводность, позволяющую снизить потери напряжения на преодоление омического сопротивления электролита в ячейке, и такой ионный состав, чтобы на катоде могли протекать только процессы с образованием газообразного водорода, а на аноде — с образованием кислорода. Для этого в электролите должны отсутствовать ионы, которые могут выделяться на электродах с образованием других продуктов электролиза. Ниже приведены значения стандартных потенциалов выделения некоторых ионов из 1 и. водных растворов [c.31]

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]

Присутствие в электролите даже следов таких вешеств, которые могут участвовать в электродных процессах или взаимодействовать с водородом или же с кислородом, растворенными в электролите, приводит к увеличению остаточного тока. Так, растворенный в электролите кислород может участвовать в катодном процессе с образованием воды или перекиси водорода. Если количество веществ, которые могут реагировать с водородом и кислородом, восстанавливаться на катоде или окисляться на аноде при прохождении тока через электролит, значительно, то остаточный ток достигает заметной величины. В этом случае параллельно с электролизом воды протекают процессы электроокисления или электровосстановления с большим или меньшим выходом по току. Когда напряжение на ячейке достигает величины напряжения разложения, происходит перегиб кривой (см. рис. II-1) и далее ток возрастает почти линейно по мере повышения напряжения. [c.37]

Некоторые потери тока на побочные электродные процессы все же происходят в процессе электролиза воды, что обусловлено наличием различных загрязнений в электролите и некоторой (небольшой) растворимостью Нг и Ог в электролите. При попадании в электролит примесей, содержащих соединения железа, никеля или других более электроположительных металлов, чем водород, на катоде одновременно с выделением Нг эти примеси восстанавливаются с образованием ионов меньшей валентности или металлической губки. На этот процесс расходуется некоторая часть тока, проходящего через электролитическую ячейку. [c.66]

В процессе электролиза воды диафрагма должна устранять попадание газовых пузырьков нз одного электродного пространства ячейки в другое. Вследствие малой растворимости водорода и кислорода в электролите взаи.мное загрязнение газов из-за диффузии электролита и растворенных в нем газов при электролизе под атмосферным давлением невелико. Поэтому для процесса электролиза воды при атмосферном давлении в качестве диафрагмы могут применяться сравнительно крупнопористые материалы. Известно, что в ряде конструкций электролизеров (Пехкранца) применялась диафрагма в виде металлических листов с большим количеством отверстий, но наиболее широкое применение получили диафрагмы из асбестовой ткани. [c.101]

Если электролиз воды проводится под повышенным давлением, растворимость газов в электролите сильно возрастает и пренебрегать этим нельзя, вследствие чего требования к диафрагме для электролиза под давлением возрастают. Такие диафрагмы должны иметь мелкопористую структуру и более высокое сопротивление диффузии жидкости. Подобным требованиям отвечает, например, асбестовый картон. [c.101]

В качестве электролита для электролиза воды применяют преимущественно растворы едкого кали и лишь в отдельных случаях растворы едкого натра. Для приготовления электролита на промышленных установках используют только чистые щелочи, получаемые при электролизе водных растворов хлоридов на ртутном катоде. По данным В. С. Иванова и Ф. 3. Серебрянского электролизеры, работающие на электролите из химически чистой щелочи, имеют в два раза большую длительность пробега между ремонтами, чем такие же электролизеры, заполненные электролитом, приготовленным из технического едкого кали. [c.196]

Твердое едкое кали й виде гранул или монолита обычно поставляется в стальных барабанах емкостью по 100 и 200 кг, жидкая щелочь — в стальных цистернах. Приготовление электролита на крупных установках электролиза воды производится в отдельном помещении вымыванием щелочи из барабанов водой. В баке для растворения имеется несколько гнезд в виде корзины, куда вверх дном устанавливают предварительно вскрытые барабаны со щелочью. В каждом гнезде имеется штуцер, соединенный с насосом для подачи дистиллята или раствора. Струя воды под напором растворяет щелочь в барабане, свободно стекает в бак и снова подается насосом в барабан до полного вымывания щелочи. Пустые барабаны заменяют заполненными и продолжают растворение до получения концентрированных растворов электролита. По окончании растворения щелочи в бак добавляют очищенную воду в количестве, необходимом для образования 32—35%-ного раствора, используемого при электролизе воды, и тщательно перемешивают при помощи циркуляционного насоса. Для удаления механических примесей электролит фильтруют через плотную никелевую сетку и перекачивают в хранилища, откуда по мере надобности забирают для заполнения или подпитки электролизеров. [c.197]

Для очистки щелочи от примесей анионов можно также использовать принцип совмещения электролиза воды с концентрированием катионов в катодном, а анионов в анодном пространстве ячейки (стр. 35). Для этой цели из обычных деталей надо собрать специальный электролизер, ячейки (или пакеты ячеек) которого по жидкости соединены по каскадной схеме. Трех или четырех ступеней в электролизере вполне достаточио для очистки щелочи практически от всех загрязняющих ее анионов. Ячейки (или пакеты ячеек) электролизера собирают таким образом, чтобы электролит циркулировал через катодное пространство каждой предыдущей и анодное пространство каждой последующей ячейки. При работе такого электролизера одновременно с обычным разложением воды на водород и кислород в крайнем катодном пространстве и соединенной с ним емкости будет концентрироваться щелочь и понижаться содержание загрязняющих анионов (СГ, СОГ, 50Г, N07 и др.), а в крайнем анодном пространстве и соединенной с ним емкости будут постепенно накапливаться примеси и снижаться концентрация щелочи. Питание очистного электролизера производится грязной щелочью. Периодически (или непрерывно) из катодной емкости отбирают очищенную концентрированную щелочь, а из анодной емкости — загрязненный слабый раствор щелочи. [c.198]

При электролизе воды с одновременным получением тяжелой воды гораздо большую ценность, чем щелочь, представляет вода, обогащенная дейтерием. Поэтому электролит первых ступеней электролиза очищают химическим способом, а электролит более высоких ступеней, с повышенным содержанием тяжелой воды, нейтрализуют углекислым газом и затем выпаривают досуха с возможно более полной конденсацией паров воды. [c.198]

Производство электролитического водорода основано на электролизе воды постоянным током в электролизных ваннах (электролизерах) различных конструкций. В качестве электролита обычно используется водный раствор едкого кали или едкого натра. Электролизеры в зависимости от расположения электродов и способа подведения к ним элёктротока подразделяются на моно-полярные и биполярные. Наиболее распространены открытая мо-нополярная ванна с двойными плоскими металлическими электродами, подвешенными в стальном ящике (кожухе) ванны параллельно один другому и погруженными в электролит, и фильтр-прессные биполярные ванны, состоящие из ряда соединенных одна с другой электролитических ячеек с размещенными между ними электродами. [c.59]

Потенциал поляризованного электрода, когда начинается пе-тферывное разряжение ионов, называют потенциалом разряжения (выделения, растворения) катода или анода соответственно. По-тенццал разложения, перенапряжение и потенциал разряжения зависят от концентрации раствора, его pH, материала, формы, размеров и характера поверхности электродов, температуры, плотности тока и других факторов. С увеличением площади катода (анода) прн прочих равных условиях уменьщаются плотность тока и перенапряжение. Перенапряжение вызывает увеличение расхода электроэнергии при электролизе и нагревание электролитической ванны. Перенапряжение имеет максимальное значение, когда продукты электролиза — газообразные вещества, например при электролизе воды с использованием 30%-ного раствора КОН шод действием тока протекает реакция Н2(ж) = Нг(г)+7202(г). которая является сум- мой катодной и анодной реакций 2Н20(ж)+2е = Н2(г) + 20Н- и 20Н- = Н20(ж) +7202(г)+2е. В биполярной ванне с железными катодом и анодом при 0° С и давлении газов 760 мм рт. ст. и плотности тока 1000 А/м2 электролиз идет при напряжении 2,31 В. В этих условиях °г.э= 1,233 В Т1к = 0,2 В т]а = 0,22 В падение напряжения. в электролите, диафрагме и проводниках первого рода 0,65 В. Следовательно, к. п. д. напряжения около 53%. Если принять, что на выделение 1 г-экв водорода, занимающего в газообразном состоянии при давлении 760 мм рт. ст. и 0°С 11,2 л, требуется 96 487 КлХ 202 [c.202]

Вода — очень слабый электролит. Константа электролитической диссоциации воды К 1,86 10 очень мала, а потому прохождение электрического тока через чистую воду затруднено. Если же к воде прибавить H2SO4 или NaOH, то ток проходит легко, причем на отрицательном полюсе выделяется водород, а на положительном — кислород. В случае электролиза воды, подкисленной серной кислотой, на катоде и аноде происходят следующие реакции [c.620]

При электролизе растворов электролит )в происходит конкуренция между растворенным веществом и растворителем за участие в электродном процессе. Поэтому состав продуктов окисления на аноде и восстановления на катоде зависит, в первую очередь, от концентрации раствора. Рассмотрим процесс электролиза разбавленных водных растворов электролитов, в которых концентрации ионов не превышают 1 моль/л. О том, какие частицы (ионы вещества или молекулы воды) будут в первую очередь разр яжаться на электродах, можно судить по их стандартным электродным потенциалам. [c.191]

Электролизом воды. Для увеличения электрической проводимости воды к ней добавляют электролит, например NaOH, H2SO4 или N3.2804. На катоде образуется 2 объема водорода, на аноде — 1 объем кислорода. Схема электролиза рассмотрена ранее (см. 7.7). [c.162]

Электролизом воды. Для увеличения электропроводности воды добавляют к ней электролит, например, NaOH, H2SO1 или Na SO . На катоде образуется 2 ьёъема водорода, на аноде — 1 объем кислорода. Схема электролиза рассмотрена ранее (см. стр. 128). [c.203]

Основной стадией получения тяжелой воды является электролиз воды. При электролизе НаО и ОаО разлагаются с разными скоростями, в результате чего электролит обогащается тяжелой водой. Это происходит потому, что равновесные потенциалы при выделении дейтерия более электроотрицательны, чем для протия, а перенапряжение выше. В водороде, получаемом при электролизе, содержание дейтерия меньше, чем в исходной воде. Распределение дейтерия между газом и электролитом характеризуется коэффициентом разделения а. [c.26]

Примеси воды, железа и оксида кальция в электролите ухудшают процесс электролиза. Наличие влаги в электролите приводит к электролизу воды, а выделяющийся на катоде водород затрудняет осаждение кальция в компактном виде. Влага способствует гидролизу хлорида кальция, а наличие в электролите Fe ls каталитически ускоряет степень гидролиза. Образующийся при этом оксид кальция ведет к шлакованию ванн, поэтому содержание СаО в электролите не должно превышать 0,25%- [c.257]

Способ 3 [5]. Электролитическое осаждение. Электролиз ведут в стакане, в центре которого подвешен медный стержень (катод). Анодом служит свинцовая пластинка или прилегающий к стенкам стакана свинцовый змеевик, через который с целью охлаждения пропускают холодную воду. Электролит готовят растворением в 1 л воды 240 г СгОз, 3 г r(S04)2 12НгО и [c.1582]

Прибор для электролиза состоит из широкого стакана, емкостью 500 мл, платинового сетчатого электрода (катод) и цинкового анода в форме палочки диаметром 10 мм, покрытого коллодием. Оба электрода замкнуты медной проволокой через миллиамперметр. Коллодиевую пленку наносят непосредственно на анод (тщательно очищенный напильником и нанодачной бумагой) путем двукратного погружения на несколько минут в коллодий и высушивания на воздухе. Аноды, приготовленные таким образом, могут служить для многократных определений, если их хранить в дистиллированной воде. Электролит перемешивают током СОа или воздуха. Перед началом электролиза все контакты тщательно очищают напильником или наждачной бумагой невыполнение этого условия приводит к неполному выделению индия. [c.200]

Во время электролиза в электролит периодически вводят порции соли K2ZrFs—K l. В электролите должны накапливаться ионы F и К+. Однако содержание фтора в электролите балансируется тем, что значительное количество расплава с повышенным содержанием KF захватывается катодным осадком, часть электролита уходит со шламом, выпускаемым периодически из ванны. На катоде образуется осадок, содержащий металл, электролит, низшие фториды циркония. Его подвергают дроблению, обрабатывают горячей водой, подкисленной НС1 (100 г л), металл отмывают от шлама низших фторидов, сушат в вакууме при 60—100° С и рассеивают по фракциям. [c.300]

В некоторых процессах в электролит вводят специальные добавки, образуюш,ие на стальном катоде пленки, препятствуюш,ие катодному восстановлению получаемых в процессе продуктов (в производстве хлоратов), или для снижения потенциала разряда водорода наносят на стальной катод слой активного покрытия (при электролизе воды). В процессах электрохимического восстановления химических соединений на катоде к катодному материалу предъявляют другие требования, в частности, необходимы материалы с высоким перенапряжением выделения водорода. [c.14]

Развитие поверхности стального катода наблюдается также в процессе электролиза воды, если в электролите содержится некоторое количество солей железа. Соли железа могут попадать в электролизер с питательной водой, если не предпринимать меры, иредотвращающие ее загрязнение железод , либо вследствие процессов коррозии стальных деталей электролизера. При восстановлении ионов железа на поверхности катода образуется слой губчатого железа, который и определяет величину перенапряжения выделения водорода на стальнод катоде. [c.241]

Для целей кулонометрии может использоваться электролиз воды на электродах из благородного металла при тщательно контролируемых условиях. Если внесены соответствующие поправки на температуру и давление, объем собранных продуктов электролиза, то есть газообразных водорода и кислорода, можно непосредственно связать с числом кулонов, прощедщих через электролит за время электролиза. Лефельдт [25] рекомендует для получения лучщих результатов использовать электролит, содержащий сульфат или бихромат натрия. Кальницкий [26] же считает, что электролиз следует проводить с никелевыми электродами в сильно щелочной среде. [c.35]

В промышленных процессах электролиза воды в настоящее время применяются только щелочные электролиты — едкое кали и едкий натр. Если в качестве электролитов используются технические щелочи, в их растворах присутствуют примеси ионов СОГ, sol", СГ, SiOl и т. д. Возможно также присутствие в электролите небольших количеств железа и других загрязнений. [c.32]

Выделение на аноде кислорода при электролизе воды происходит в результате разряда гидроксильных ионов или молекул воды Присутствующие в электролите небольшие количества (не более 1—5 г/л) СГ, ЗО , 510Г и других ионов, а также ионы СОз при достаточно высокой концентрации щелочи в растворе (200—300 г/л и более) не могут разряжаться, так как для этого в данных условиях необходим более высокий потенциал, чем для разряда ионов ОН- или молекул воды. В щелочных растворах при умеренных плотностях тока подвод ионов гидроксила к аноду не является лимитирующим процессом и оии разряжаются на аноде по реакции [c.34]

Большинство диафрагм после погружения в электролит приобретает по отношению к нему определенный заряд. Асбестовые, фарфоровые и керамические диафрагмы обычно заряжаются отрицательно, диафрагмы из шерстяной ткани, алунда, из окислов тяжелых металлов — положительно. Диафрагмы из пергаментьюй бумаги, карборунда, льняной ткани нейтральны. Заряд диафрагмы может изменяться в зависимости от реакции среды — с увеличением щелочности электролита диафрагма приобретает более отрицательный заряд. Заряд диафрагмы может вызвать электроосмоти-ческий перенос жидкости из одного электродного пространства в другое, однако в процессе электролиза воды это явление не имеет существенного значения. [c.102]

В современных электролизерах, работающих при высоких плотностях тока, выделяются значительные количества избыточного тепла. Тепловой баланс аппарата изменяется в зависимости от нагрузки на электролизер. При малых нагрузках выделяющегося тепла может быть недостаточно для поддержания оптимальной температуры электролиза (до 95° С) и требуется подвод тепла извне. Если установки электролиза воды работают в режиме сильно изменяющейся нагрузки (например, при использовании пиковой электроэнергии), в период низких нагрузок можно подогревать электролит для поддержания оптимальной температуры электролиза. С возрастанием нагрузки на электролизер приход тепла увеличивается быстрее его расхода, и при определенной температуре достигается тепловое равновесие. При дальнейитем повьпне-нии нагрузки появляется избыток тепла, который необходимо отводить от электролизера. [c.110]