- •1)Структура та компоненти хімічних виробництв
- •2)Принципи і підходи хім технологій. Економка хім виробництва
- •3)Параметри тех режимук та обгрунтування його вибору.
- •4) Структура та класифікація хім-технологічних процесів.
- •5)Хімічна промисловість України.
- •6)КЛасифікація хім реакторів та вимоги до їх конструкції
- •7)Гідромеханічні процеси у хім виробництва.
- •8) Теплові процеси у хім виробництвах
- •9,10)Масообмінні прроцеси у хім виробни: ректифікація, екстракція, сушіння,адсорбція, абсорбція
- •21)Основні методи очищення води і конлиціювання вод
- •Методи очищення стічних вод
- •22)Види енергії та її використання у хім. Промисловості.. Енергозбереження
- •23)Промисловості джерела енергії
- •24) Нетрадиційні джерела нергії ля промисловості
- •5.Технологічні схеми виробництва електроенергії на гес тес аес
- •25) Фізичні методи збагачення сировини у промисловості
- •31)Фракційна переробка нафти.
- •32)Октанове і цитанове число. Способи підвищення октанового числа
- •33)Переробка твердого палива
- •34)Переробка повітря
- •35)Переробка природного газу.
- •36)Торетичні основи процесів одержання сульфатної кислоти.
- •39)Нітроний спосіб виробництва сульфанох к-ти.
- •41,42) Сырье для производства аммиака
- •Технологическая схема производства аммиака
- •48) Виробництво калійних добрив
- •49) Теоретичні основи електролізу розчинів хлоридів
- •Електроліз розчинів електролітів
- •50,51) Теоретичні основи електролізу розлавів
- •53Виробництво соди
- •Аммиачный способ (способ Сольве)
- •54)Виробництво і застосування хлору
- •55) Виробництво соляної кислоти
- •Аміачні добрива
- •Калійні добрива
- •Фосфорні добрива
49) Теоретичні основи електролізу розчинів хлоридів
Отримання хлору і луги засноване на електролізі водних розчинів хлоридів лужних металів двома методами: з твердим катодом (діафрагмовий) і з ртутним катодом.
На аноді у всіх способах електрохімічних виробництв хлору можуть протікають дві електрохімічні реакції - виділення хлору і кисню:
2Cl - - 2 → Cl 2 (8.б)
2H 2 O - 4 → O 2 + 4H + (8.В)
Вихід хлору по току визначається співвідношенням часток струму, що витрачаються на виділення хлору і кисню. За законом Фарадея при проходженні 1 А / ч електрики при електролізі виділиться 1, 232 г хлору, 1,492 г гідроксиду натрію і 0,0376 г водню. Внаслідок протікання побічних електрохімічних реакцій на електродах і хімічних реакцій в об'ємі розчину вихід по току продуктів реакції завжди менше 100%.
Оборотний потенціал розряду іонів хлору в розчині з вмістом 4,53 моль / л NaCl, при температурі 25 ° С дорівнює 1,325 В; оборотний потенціал виділення кисню в результаті окислення молекул води, розрахований за рівнянням Неріста, при 25 ° С дорівнює 1,23 В . Отже, хлор на аноді виділяється при електролізі водних розчинів хлоридів за рахунок більш високого перенапруги виділення кисню.
На твердих катодах при електролізі розчинів хлоридів лужних металів протікає реакція виділення водню і утворюється луг по реакції:
2Н 2 О + 2 → 2ОН - + Н 2 (8.г)
З метою зниження перенапруги на електролізері прагнуть зменшити потенціал виділення водню. Як твердого електрода зазвичай використовують сталь. Потенціал виділення водню залежить від стану поверхні катода, щільності струму, температури та складу розчину.
Оборотний потенціал виділення водню в розчині, що містить хлорид натрію і їдкий натр при співвідношенні, реально існуючому в умовах електрохімічного виробництва, становить - 0,845 В (отн. н.в.е). Перенапруження водню на сталевому катоді при електролізі розчинів хлориду з твердим катодом складає 0,3 В. Перспективним, ймовірно, є зниження потенціалу в результаті деполяризації катода киснем. При подачі до поверхні катода кисню або повітря протікає реакція:
О 2 + 2Н 2 О + 4 → 4ОН -, (8.д)
якої відповідає потенціал, більш позитивний, ніж потенціал виділення водню. При використанні пористого графітового катода, підданого попередньої гідрофобізації шляхом просочення полімерним з'єднанням, потенціал катода може бути знижений до 0,3 - 0,4 В.
Сумарний процес розкладання хлориду натрію виражається наступним хімічним рівнянням:
2Н 2 О + 2 → Н 2 + 2ОН -
2Cl - → Cl 2 + 2
2H 2 O + 2Cl - → Cl 2 + H 2 + 2OH -
або 2 H 2 O + 2 NaCl → Cl 2 + H 2 + 2 NaOH
Напруга розкладу в стандартних умовах для цієї реакції становить 2,17 В і теоретичний витрата енергії на 1 т хлору 1640 кв / ч.
Вихід по струму залежить від ступеня досконалості поділу катодних і анодних продуктів і від розчинності хлору в аноліте.Розчинність хлору в розчині хлориду натрію зменшується зі зростанням температури і концентрації NaCl. Отже, побічні реакції, в основі яких лежить розчинений хлор, будуть зменшуватися із збільшенням концентрації хлориду натрію і температури.