Előállítása nátrium-hipoklorit elektrolízissel
Az elektrokémiai előállítását nátrium-hipoklorit elektrolizáló elektródák segítségével OPTA
Elméleti alapján előállítására nátrium-hipoklorit elektrolízissel
Az elektrolízis során a vizes oldatokat nátrium-klorid elektrolízis cellákból álló nátrium-hipoklorit kisülés bekövetkezik az anódon Cl -ionok klórrá és a katód redukciójával képződött víz-hidroxid-ionokat és hidrogén. Folyamatok során bekövetkező ismertetnek az alábbi egyenletekkel:
Egyidejűleg ezeket a folyamatokat az anódon is előfordulhat A kisütés során a hidroxil-ionok és a víz:
Erőteljes keverés közben az elektrolit a zónában szomszédos elektródák, az elektrolízis nátrium-klorid-oldattal hajthatjuk végre olyan körülmények között, amelyekben a klóratom, hogy szabadul feloldódik az elektrolitban, és hidrolízisnek vetjük alá, hogy egy Kis- disszociált hipoklórossav és sósav:
A kapott áramlását ionok, az elektród reakcióját OH - reagál savakkal hipoklorition, és a klorid:
Az általános egyenlete az elektrokémiai folyamat is képviselteti magát:
Egyes kutatók azt sugallják, hogy hloroksidnye vegyületet, különösen a nátrium-hipoklorit, is kialakítható közvetlen oxidációjával ionok Cl - az anódon alkotnak ClO - ionok.
A jelenlegi hatékonyságát nátrium-hipoklorit elektrolízissel nátrium-klorid oldattal jelentősen befolyásolja a másodlagos folyamatok, míg számuk növelésével növekszik koncentrációja NaCIO az elektrolit oldatban. Amikor a koncentrációja hipoklorit, valamint pH-értékének növelésével az elektrolit oldat kezd fokozza a folyamat elektrokémiai oxidációja nátrium-hipoklorit:
Ezzel egyidejűleg, a térfogatú elektrolitot történik folyamat kémiai kialakulását klorátok:
Side lezajló folyamatok az anódon és a elektrolit-térfogat rendkívül kívánatos, mivel amellett, hogy csökkenti a jelenlegi hatékonyságot nátrium-hipoklorit eredményeként szivárgás szennyeződés a nátrium-klorát.
Folyamat zajlik a katódon az elektrokémiai redukciója nátrium-hipoklorit és, bizonyos mértékig, a nátrium-klorát:
Elektrolit keverés gyorsítja a szállítási ClO - ionok és ClO3 - a katód felületére, és csökkenti a termék hozamát miatt katódos redukálással. A gyakorlatban azonban, elektrolízist végzünk keverés közben az elektrolit, mivel ez javítja a reakció termékei az elektróda reakciók és a képződő nátrium-hipoklorit, és kiküszöböli a veszteség a klórt az elektrolizáló gázok.
Hogy megszüntesse mellékreakciók elektrolízis során használva semleges oldatok nagy koncentrációjú nátrium-klorid-hőmérsékleten a lehető legalacsonyabb (tipikusan 20 - 25 ° C), korlátozzák a koncentráció nátrium-hipoklorit az elektrolitban és fenntartott nagy áramsűrűség. Levezetése az elektrolízis magas koncentrációban nátrium-kloridot hozzájárul az alacsonyabb a klór fejlődés potenciálja, aktuális veszteségek csökkentése oxigén fejlődésével jár, és egyre nagyobb a jelenlegi hatékonyságát nátrium-hipoklorit. Növelése mellett a nátrium-kloridot az elektrolit koncentrációja növeli a vezetőképességet, és ezáltal csökkenti a cellafeszültséget. Azonban, ha figyelembe vesszük az összes befolyásoló paramétereket eljárás gazdaságosságát, úgy tűnik, hogy egyre nagyobb az NaCl-koncentráció az elektrolitban növeli a fajlagos nátrium-klorid, például a csökkentett konverziós ráta gazdaságilag indokolt-klorid-hipoklorit. Általában az elektrolízis vetettük alá tartalmazó oldatok 50-100 g / l nátrium-klorid, és bizonyos esetekben, és körülbelül 20 g / l (tengervíz).
Szervezésekor előállítási eljárás nátrium-hipoklorit a periodikus mintázat elektrolízisével nátrium-klorid az elektrolit csak úgy érhető el szigorúan meghatározott koncentráció NaCIO. Ellenkező esetben, a képződés sebessége a hipoklorit és a katódos redukálással veszteség, átalakítás klorátot és kémiai bomlás, egyenlővé válik. Ahol legalább egy további koncentrációjának növekedése hipoklorit az elektrolit oldatban annak kimeneti áram csökken, és egy bizonyos koncentráció NaCIO nullává válik. Ebben az esetben a végtermék nátrium-klorát elektrolízis, ahelyett, hogy a nátrium-hipoklorit.
A folyamat a termelő nátrium-hipoklorit elektrolízisével híg oldatok a kloridok jellemzi zord környezetben anódok figyelembe véve, hogy azok kivételével kisülési Cl - ionok. például oxigén fejlődés lép fel. A leginkább alkalmas ez a folyamat, a anódok, a anódok OPTA vagy OIRTA.
Táblázat. Az 1. ábra a vizsgálati eredmények titannovih platina anódot (PTA) és ruténium-oxid-titán-anódok (OPTA) elektrolízise során 5% KCI-oldattal 25 ° C-on és különböző értékeit anódpotenciál. Ezeket az adatokat a kapott alacsony koncentrációjú nátrium-hipoklorit. A készítmény a töményebb oldatok a kimeneti áram csökken.
1. táblázat: függése a kimeneti áram kapacitása a nátrium-hipoklorit és a PTA OPTA