Технология окисления Fe II в Fe III кислородом

[varmary]

Сомневаюсь, что этот процесс пойдет.

E⁰(H₂SO₃ + 4H⁺ + 4e = S + 3H₂O) = + 0,45 V.

E⁰(Fe³⁺ + e = Fe²⁺) = + 0,77 V.

 

 

Уважаемый Fillgor!

Рассчитйте, будьте любезны, на СlO2 и на O3. Я думала еще окислять ClO2 , этот газ можно произвести на месте, в промышленности продается установка для очистки питьевой воды двухокисью хлора.

HCl+NaClO3=NaCl+ClO2+H2O

 

Cпасибо

[plick]

Уважаемый Fillgor!

Рассчитйте, будьте любезны, на СlO2 и на O3. Я думала еще окислять ClO2 , этот газ можно произвести на месте, в промышленности продается установка для очистки питьевой воды двухокисью хлора.

HCl+NaClO3=NaCl+ClO2+H2O

 

Cпасибо

 

А не проще сразу окислить хлоратом натрия? Там и считать не надо, реакция пойдет

[plick]

Кроме того при окислении ClO₂ будет выделяться хлор, а вы его отмели сразу.

При окислении озоном реакция пойдет очень хорошо, примерно как и с перекисью.

Е = 1,3 В

Правде все реакции придется проводить в кислой среде, но это вроде для вас не помеха.

[antabu]

Где-то в прошлогодней теме вскользь было сказано, что окисление двухвалентного железа в растворе кислородом воздуха до трёхвалентного быстрее протекает при большем значении рН, вопреки принципу Ле-шателье. Для объяснения этого эффекта привлекался механизм реакции, который мне непонятен. Попытайтесь найти оригинальные статьи на эту тему - тут я вам не помощник, мне эти статьи не встречались. Но попробовать стоит продувать воздух перед добавкой кислоты. При этом возможно выпадение осадка основных солей, который должен раствориться после добавления кислоты.

[KorWIN]

А какой pH в системе? Может действительно поднять pH системе до 6-7, провести окисление, а затем установить в системе требуемый pH

[Zeitlos]

Тема не моя. Позвольте, просто "встряну".

Сильнокислый раствор железа II окислить в III не так уж и просто.

Кислород не особенно хороший окислитель в кислой среде - известный факт. Лучше, мне кажется, увеличить поверхность взаимодейстия.

И, конечно, время.

Не думаю, что топикстартеру удобно сначала щелочить среду, а потом снова подкислять, хотя, это, конечно, поможет железно.

[pauk]

Для завершения окисления реально потребуется продуть через раствор в десятки (если не в сотни) раз большее количество кислорода, чем расчётное. Кислород плохо растворяется в воде, и окисление идёт не в объёме раствора, а на границе раздела газ-жидкость, притом медленно. Длительно удерживать в растворе кислород в ожидании, когда он весь прореагирует, нереально - он будет удаляться в атмосферу (вряд ли известны катализаторы, радикально повышающие скорость данного процесса). Поэтому первостепенное значение имеет создание максимально возможной площади раздела фаз, т. е. конструкция реактора (например, бак с мешалкой и трубой для подачи воздуха малоэффективен). ИМХО даже при максимально возможной интенсивности продолжительность процесса будет измеряться днями, а не часами, поэтому применять чистый кислород экономически невыгодно. Кстати, большое сомнение вызывает указанный расход кислорода (400 л/мин). Для сравнения: стандартный баллон кислорода (40 л, 150 атм) в заряженном состоянии содержит 6000 л кислорода (при н.у.). При подаче 400 л/мин баллон израсходуется за 15 минут.

 

P. S. При pH =  4 гидроксид железа (III) полностью осаждается из раствора. 

[varmary]

Для завершения окисления реально потребуется продуть через раствор в десятки (если не в сотни) раз большее количество кислорода, чем расчётное. Кислород плохо растворяется в воде, и окисление идёт не в объёме раствора, а на границе раздела газ-жидкость, притом медленно. Длительно удерживать в растворе кислород в ожидании, когда он весь прореагирует, нереально - он будет удаляться в атмосферу (вряд ли известны катализаторы, радикально повышающие скорость данного процесса). Поэтому первостепенное значение имеет создание максимально возможной площади раздела фаз, т. е. конструкция реактора (например, бак с мешалкой и трубой для подачи воздуха малоэффективен). ИМХО даже при максимально возможной интенсивности продолжительность процесса будет измеряться днями, а не часами, поэтому применять чистый кислород экономически невыгодно. Кстати, большое сомнение вызывает указанный расход кислорода (400 л/мин). Для сравнения: стандартный баллон кислорода (40 л, 150 атм) в заряженном состоянии содержит 6000 л кислорода (при н.у.). При подаче 400 л/мин баллон израсходуется за 15 минут.

 

P. S. При pH = 4 гидроксид железа (III) полностью осаждается из раствора.

 

 

Израсходовалось 20 связанных балонов кислорода на протяжении 3 дней.

[varmary]

А если продувать хлором как предлагал Fillgor? Хватит ли время пребывания хлора в растворе для окисления. Или уйдет в атмocферу?

 

 

[FilIgor]

А если продувать хлором как предлагал Fillgor? Хватит ли время пребывания хлора в растворе для окисления. Или уйдет в атмocферу?

Если Вы намерены применять чистые газы (кислород или хлор), то следует сделать процесс циклическим, т.е. обеспечить возврат непрореагировавшего газа назад в систему. В противном случае процессы станут весьма дороги, особенно при применении хлора, т.к. надо будет ставить еще и систему очистки отходящих газов.

Вообще, конечно, для данных условий барботаж малоэффективен. Лучше было бы сделать абсорбционную колонну с кольцами Рашига внутри для развития поверхности. Сверху подавать жидкость, снизу противотоком газ.