Электрохимическое получение хлоратов

Применение:

; соли используют в органическом синтезе, пиротехнике, в производстве спичек, гербецидов, красящих веществ в производстве перхлоратов ( ).

Наиболее применимы NaClO₃ и KClO₃ (бертолетова соль)

Получение: электролиз раствора NaCl в бездиафрагмовом электролизере.

А:

Гидролиз

К:

Хлорноватистая кислота взаимодействует со щелочью:

.

Образующиеся анионы окисляются на аноде:

.

В растворе протекает химическая реакция:

.

На катоде – побочная электрохимическая реакция восстановления и

.

Для уменьшения потерь вводят добавку K₂Cr₂O₇.

Хлораты

Электролит:

А:

К:

Таким образом, получение хлоратов возможно в результате:

1. химического окисления хлорноватистой кислатой,

2. анодного окисления иона .

Соотношения между скоростями реакций зависит от условий электролиза.

Для получения хлоратов обычно используют концентрированные растворы (280г/л) , так как уменьшается концентрация исходного раствора уменьшается.

Аноды- графит, металлооосидные-ОРТА,Fe₃O₄,Ti-PbO₂,ПТА( Pt несколько мкм ).

С- аноды разрушаются, особенно при i=0,8-1,0 кА/м² и при увеличение t от 40⁰С до 50⁰С.

Оптимальный износ С-А : 6-8 кг/т ClO^-

Для МИА i=1,5-3,5 кА/м².

Так как получение хлората протекает не только по ЭХ реакции, но и по химической реакции, процесс характеризуется объемной I (или концентрацией тока).

Объемная плотность тока – это отношение силы тока, проходящей через электролизер к объему электролита (А/л).

Для химической стадии целесообразно увеличить время пребывания раствора в электролизере, т.е. проводить процесс с низким i_об.

Обычно i_об~10А/л и более.

Значение рН: 6,0-6,8.Скорость химической реакции максимальна.

Поддерживают постоянным введение , используя буферные свойства бихромата в области рН:

Бихромат калия для уменьшения потерь и вследствие их восстановления на катоде.

Температура .

.

При интенсивном перемешивании

Поэтому для увеличения суммарного ВТ процесс ведут при небольших i_об и интенсивной циркуляции раствора через выносной дозреватель, в котором происходит химический процесс окисления в .В этом случае электролизер служит как бы генератором NaClO₃.

На С-аноде - ~83-85%

МИА – Вт 94 – 96%

В настоящее время электролизеры используются совместно с дозревателями

В электролизерах электролиз с образованием NaClO и HClO.Электролит за счет подъемной силы Н₂ поднимается по трубам и поступает в сепараторы, где отделяется от жидкости. Далее электролит поступает в дозреватель, где при повышении температуры идет химическая реакция. После накопления NaClO₃ до 550-600 г/л раствор отводят.

NaClO₃ получают в твердом виде либо выпариванием, либо вымораживание при охлаждении до -2 – (-10)⁰С.

Определяющий фактор в выборе технической схемы производства NaClO3 является соотношение на пар и на электричество.