На катоде образуется молей гидроокиси натрия и выделяется молей газообразного водорода, при этом на химическую реакцию расходуется молей воды. Количество воды, уносимой с водородом в виде паров воды, составит:
,
где – парциальное давление паров воды в водороде над католитом.
Содержание поваренной соли в католите определяется по разности между поступившим и разложившимся количествами:
.
Содержание воды в католите составит:
.
Моляльность католита (по ) составит:
,
А по :
.
Суммарная мольяность католита по и :
.
Степень изменения количества воды в электролите в процессе электролиза:
.
Чтобы перевести единицы концентрации из мольяльности в г/л () можно воспользоваться выражением:
,
где - моляльность раствора;
- плотность раствора;
- молекулярный вес растворенной соли.
Моляльность католита по поваренной соли и каустической соде составит:
,
.
Снижение парциального давления паров воды над электролитическими щелаками может быть приближенно принято равным сумме снижения парциального давления над соответствующими растворами гидроокиси натрия .
.
При таком подсчете парциальные давления паров воды над католитом мало отличаются от парциального давления над насыщенным раствором поваренной соли при той же температуре.
Если принять, что , то тогда получаем:
.
При парциальном давлении паров воды над электролитом выше 400–500 мм. рт. ст. унос паров воды резко возрастает. При парциальном давлении паров около 720 мм. рт. ст. теоретически с газами должно быть унесена вся вода из раствора. Поэтому при сильном повышении температуры электролиза происходит интенсивное испарение влаги, пересыщение раствора и выделения кристаллов соли, которые забивают поры диафрагмы и приводят к нарушению нормального процесса электролиза.
Материальный баланс элетролизера осложняется наличием примесей, например соды, щелочи и сульфатов, в мешающем электролизу растворе, протеканием процессов выделения на аноде кислорода и окисления графитовых анодов в образованием в основном двуокиси углерода, а также вторичных процессов растворения и гидролиза хлора в анолите и последующих реакций между растворенным хлором и ионами с образованием гипохлорита и хлората. Однако для практических целей приведенная выше приближенная схема расчета материального баланса дает достаточно точные результаты.
Математическое моделирование полимерных синтетических дисперсий медицинского назначения
...
Исследование морфологической структуры, физико-химических и химических характеристик беленой, сульфатной целлюлозы из древесины хвойной породы
Одним
из наиболее важных факторов, определяющих развитие большинства отраслей
промышленности, является устойчивая сырьевая база, и в частности углерод
содержащее сырье. К такому сырью относ ...
Исследование комплексообразования ПКЭАК с ионами двухвалентных металлов
Актуальность темы
Известно, что
число полиамфолитов и полимерных бетаинов весьма ограничено. Линейные и
слабосшитые полимерные бетаины, содержащие кислотные и основные функциональные
гру ...