В процессе электролиза происходят изменения концентрации электролит, которые обусловлены участием ионов в переносе тока, химическими процессами, протекающими на электродах и а объеме электролита, испарением влаги и уносом ее с газообразными продуктами электролиза – хлором и водородом.
В электролизерах с твердым катодом объем католита меньше объема поступающего на электролиз рассола
. Уменьшение объема связано с превращением хлорида натрия в гидроокись, имеющую меньший молекулярный объем, расходом воды на химический процесс и испарение и унос в виде паров с выделяющимися газами. Степень изменения объема католита:
,
где и
- мольные концентрации хлорида щелочного металла в исходном растворе и католите, соответственно;
- мольная концентрация гидроокиси щелочного металла в католите.
Ниже приведен расчет концентрации соли в анолите, а также соли и щелочи в католите с учетом испарения и уноса влаги с газами.
Незначительный расход воды, связанный с протеканием побочных реакций, не учитывается. Для упрощения принято, что выход по току, температура и давление газов для анодного и катодных продуктов одинаковы.
При подаче в анодное пространство рассола, моляльные концентрации которого на 1000 г. воды (55,5 моль) поступит
молей
.
При степени разложения соли через ячейку должно быть пропущено
фарадеев электричества и на аноде должно выделиться
г-экв хлора.
Если процесс электролиза проводить в условиях, исключающих электролитический перенос ионов из катодного пространства в аноде, то количество ионов хлора, перенесенным током в анодные пространство из катодного, составит
г-ионов, где
- число переносы хлор-иона.
Общее количество г-ионов хлора, находящееся в рассматриваемом объеме анолита и поступающее затем в катодное пространство при стационарном процессе, составит:
,
или после преобразования:
.
Учитывая, что число переноса катиона , получим:
.
На аноде выделяется молей газообразного хлора. Если принебречь объемом
и
и подсасываемого к хлору воздуха, то количество молей влаги, уносимой с хлор-газом в виде паров, составит:
,
где - общее давление влажного газа;
- парциальное давление паров воды в хлоре над анолитом.
Моляльность анолита можно определить из выражения:
или
.
При .
Синтез Na2O2 (пероксида натрия)
В
повседневной жизни пероксиды очень важны для человека. Пероксид водорода, например,
широко используется для отбеливания тканей и шерсти, соломы, перьев. Разлагая
красящие вещества (пигмен ...
Синтез жирных кислот
Синтетические жирные кислоты (далее по тексту – СЖК)
находят широкое применение как заменители пищевых жиров в производстве мыла и
моющих средств, пластификаторов, мягчителей, стабилизаторов ...
Влияние добавок на устойчивость пероксида водорода в водных растворах
В настоящее время
пероксид водорода H2O2 находит широкое применение,
особенно в медицине, где его используют в качестве:
- антисептика в
концентрации 3%;
- стерилизующего
агента в ко ...