如何使用隔膜法电解生产片碱?
作者:纯碱 发布时间:2021-08-02 17:42:46 浏览:

  隔膜法电解是目前电解法生产片碱最主要的方法之一,所谓隔膜法是指在阳极与阴极之间设置隔膜,把阴、阳极产物隔开。隔膜是一种多孔渗透性隔层,它不妨碍离子的迁移和电流通过并使它们以一定的速度流向阴极,但可以阻止OH-向阳极扩散,防止阴、阳极产物间的机械混合。目前,工业上用的较多的是立式隔膜电解槽。阳极用石墨或金属,阴极用铁丝网或冲孔铁板。当输入直流电进行电解后,食盐水溶液中的部分氯离子在阳极上失去电子生成氯气并逸出。阳极溶液中剩下的钠离子随溶液一同向阴极迁移,流入阴极的电解液,其中的氢离子在阴极得到电子生成氢气自电解槽阴极室逸出。由于氢离子不断放电析出氢气,从而进一步促使水电离。溶液中所剩的氢氧根离子与钠离子形成碱溶液,与未电解的氯化钠溶液一起不断自电解槽中排出。新盐水不断得到补充,在电解槽的阳极室进行连续生产。
  由于隔膜电解技术在氯碱工业中得到了广泛的应用, 故以最新的制碱工艺———离子交换膜电解法为例来说明
  其原理。用一阳离子交换膜分隔电解槽中阴阳极室, 构成两室电解槽, 向阳极室引入饱和NaCl 溶液, 阴极室引入蒸馏水, 在外加直流电场作用下, 阳极产生氯气, 阴极上产生氢气。由于阳离子交换膜的固定基团(R-SO-3-)带负电荷, 它和溶液中的Na+离子异性电荷相吸, 结果只允许Na +离子通过, 而对Cl-离子排斥, 于是Na+离子迁入阴极室, 它和OH- 相结合, 生成NaOH。电极主要反应为:
  在阳极室:
  NaCl==Na ++Cl - (1)
  2Cl==Cl2 +2e (2)
  在阴极室上:
  H2O==H ++OH - (3)
  2H+ +2e ==H2 (4)
  Na++OH-==NaOH (5)
  以上是利用离子交换膜电解食盐水生产碱的原理。
  电极反应一般为阴极室的阴极上发生的还原反应, 阳极室中的阳极上发生诸如释放Cl2 的氧化反应。


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