Опять про бертолетку...

[Watson]

мой пост в части " так получается из-за того, то раствор поваренной соли..." следует читать - "так получается из-за того, что раствор электролита, поваренной соли в частности, обладает....."

К раствору медного купороса это тоже относится. Ставить дополнительные внешние сопротивления нет необходимости, кроме случаев когда в методике прямо оговорена необходимость поддержания конкретного напряжения.

Ну при таком напряжении медь получается губчатой , хоть и растет быстро . qerik повторял подобное при токе до 30 мА , соответственно , при резисторе на 12 Ком

[ТоптуновПотапов]

Ну при таком напряжении медь получается губчатой , хоть и растет быстро . qerik повторял подобное при токе до 30 мА , соответственно , при резисторе на 12 Ком

чтобы через резистор в 12кОм протекал ток в 30 мА надо напряжение U = I*R = 0.03*12000 = 360 вольт. Скажу прямо - при таких напряжениях электролиз не ведут. Это нонсенс.

 

Не хочу показатся грубым, но без указания площади электрода ваши миллиамперы никому ничего не говорят. Губчатая медь получается при высоких плотностях тока. Ну грубо говоря если вы даете ток 1 А/см^2 то конечно медь будет губчатой. Но если вы даете ток в 1А/дм^2 то поверхность будет гладкой. А если еще и электролит перемешиваете ...

 

повторяю при электролизе всё разнообразие эффектов зависит от плотности тока на электродах. Напряжение нужно только для того, чтобы процесс электролиза стал возможным. Ни о каких сотнях вольт на ванне речи не может быть.

Изменено 25 Апреля, 2012 в 19:23 пользователем ТоптуновПотапов

[ТоптуновПотапов]

Продолжение поста # 36

 

 

Собственно способ выделения хлората натрия.

 

Насыщеный раствор хлорида натрия при 20 С содержит 26.34 % масс соли. Растворимость составляет 35,8 г /100 г воды) при 20 С Плотность насыщенного раствора при 20С 1,201 г/см^3

 

Чтобы можно было оперировать данными в более широком интервале температур, приведу данные от 0 до 100 С

 

в 1 литре насыщенного раствора при 20С содержится 316 г хлорида натрия.

 

В процессе электролиза содержание хлорида падает, а хлората растет, пропорционально количеству прошедшего электричества. На электролиз расходуется 9 фарадей электричества, 3 из которых идут на выделение кислорода. Остальные 6 идут на образование хлорат-иона

6ClO- + 6OH- + 6e → 2ClO3- + 4Cl- + 3H2O + 1,5O2.

 

Как видно из уравнения, только 66.6% прошедшего электричества идет на образование хлората. НО! в процесс электролиза генерируется атомарный хлор, который реагирует с водой с образование хлорноватистой кислоты - HClO, которая реагирует по уравнениям:

 

2HClO + ClO- → ClO3- + 2Cl- + 2H+

HClO + 2ClO- → ClO3- + 2Cl- + H+

 

В итоге выход по току возрастает и составляет более 66% достигая величины 80-90 % в зависимости от условий электролиза и материала анодов.

Образованию хлората по химическому механизму споособствует высокая температура ( 60 град и выше) и малая обьемная плотность тока Чем меньше тем лучше, обычно менее 10А/литр. Для этого делают отдельный "дозреватель" большого обьема, В него попадает раствор проходя через реактор - эхлектролизную ячейку, либо сама ячейка имеет значительный обьем. И оптимальные величины плотности тока на аноде (500-3000 А/м^2).

 

Встает вопрос, когда же концентрация хлорида достигнет 100 г / литр. ?

 

1. Расчитать с некоторой долей погрешности можно из уравнения выражающего количество часов требуемое для превращения заданного ( Х грамм) количества хлорида в хлорат при заданном выходе по току.

 

 

X - масса превратившегося хлорида.

I - средний ток за время процесса

кпд - выход по току (задаемся) величина около 80%

 

2. В электролизную ванну дополнительно поместить 1/20 от взятой массы хлорида и засеч время за которое эта масса хлорида растворится (перемешивание обязательно!). Так можно оценить напрямую скорость расхода хлорида и скорость процесса.

 

Пример: При электролизе током I ампер дополнительная масса хлорида массой X грамм растворилась за N часов.

 

КПД (%) процесса составит :

 

Следует иметь ввиду, что выход по току падает при снижении концентрации хлорида в растворе и становиться меньше примерно на 5-7 % при концентрации хлорида на уровне 100 г/литр (конец процесса) Поэтому для оценки выхода по току надо взять среднюю(среднеинтегральную) величину между началом и концом процесса. Если в начале было, к примеру, 75 то к концу будет 70. Средняя величина будет на уровне 73% для рассмотренного примера.

 

После определения кпд своего электролизера можно повторно его не измерять, а расчитывать по первому выражению.

 

В конце процесса после того как израсходуется 200 г хлорида, образуется 365 г хлората натрия. Извлеч из раствора весь хлорат не представляется возможным ввиду его значительной растворимости. Мало того, извлеч из раствора можно лишь незначительную его часть при вымораживании. Поэтому раствор, после очистки от взвесей, подогревают и донасыщают хлоридом натрия. Растворимость в присутствии хлората, как уже стало ясно, меньше чем в чистой воде. При охлаждении содержание хлората уменьшается вследствии уменьшения растворимости. Растовримость хлорида тоже падает при снижении температуры раствора, но одновременно с этим увеличивается из-за снижения концентрации хлората натрия, который выкристаллизовывается. Это конкурирующие процессы, из которых сильнее проявляется увеличение растворимости хлорида в результате снижения концентрации хлората. Таким образом, раствор при охлаждении остается пересыщенным по хлорату натрия и ненасыщенным по хлориду. В процессе вымораживания выкристаллизовывается 30-40 % всего хлората.

 

"Возможно это не очевидно и труднО для понимания неподготовленному в плане физико-химических закономерностей происходящих в растворах. Кто-то, возможно, не может разобраться в этих тонкостях, тогда пусть примет на веру. За методику отвечаю. Если кого-то это успокоит, то это один из промышленных вариантов получения хлората натрия."

 

 

 

Итог: получаем кристаллическую фазу состоящую полностью из хлората натрия. Дополнительная очистка не нужна. Содержание продукта 99,5-99,8 %. Если есть желание можно перекристаллизовать при медленном охлаждении.

 

Маточный раствор (остаток после кристаллизации) донасыщаем хлоридом натрия снова и направляем на электролиз. При таком использовании маточного раствора содержание хлората натрия в конце электролиза станет в районе 500-550 г/л, хлорида 100-120г. Это уже считается оборотный раствор, а не первичный как при запуске ванны. Содержание хлорида в начале электролиза будет в районе 200 г/л и хлората 300-340г (хлорид больше не растворяется) и в повторном выделении хлората будет выделенно больше, по сравнению с раствором полученном из свежеприготовленного раствора хлорида натрия.

 

Надеюсь кому-то будет полезно.

 

P.S. При электролизе раствор постепенно приобретает щелочную реакцию и выход по току быстро падает. Зависимость выглядит так:

Изменено 27 Апреля, 2012 в 12:57 пользователем ТоптуновПотапов