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 ![]()
.
Тяжелые металлы
Диагноз массового отравления жителей Рима
свинцом поставлен учеными спустя две тысячи лет. Раскопки показали, что древние
римляне пользовались водопроводной системой и посудой из свинца. Сви ...
Получение и изучение сульфатов микрокристаллической целлюлозы древесины осины
Сложные эфиры
целлюлозы имеют широкое применение для производства, этим объяснятся большое
количество работ посвященных всестороннему изучению эфиров целлюлозы.
Сернокислые эфиры
(сульфа ...
Неорганические аниообменники, синтезированные на основе гидроксидов металлов
В представленных
статьях гидроксиды металлов рассмотрены в качестве ионитов в различных водных и
смешанных средах. Обсуждены химические и физические свойства, методы синтеза и
сорбционная а ...