電化學反應過程和氯化過程

1、第九章第九章電化學反應過程和氯化過程電化學反應過程和氯化過程9.29.2電解食鹽水溶液制燒堿電解食鹽水溶液制燒堿一、基本概念1.法拉第電解定律法拉第在1834年提出的電解定律可表示為：在電解中，96500C(即1法拉第)的電量產生1克當量物質的化學變化。G=(MnF)It＝KQM：物質的相對原子量，n：物質的原子價（電極反應中的電子數(shù)）Q=ItF=96500C=26.8Ah電化當量：為1Ah電量析出的物質克數(shù)。K=MnF例如：電解食鹽水

2、的反應整個陰極反應總反應：在陽極極上析出C12的電化當量為：在陰極生成的燒堿的電化當量：K＝4026.8=1.4925(gAh)2.分解電壓、過電壓和電壓效率a分解電壓：對于化學反應：此反應的逆反應需要的電壓即為理論分解電壓?；瘜W反應達到平衡時，理論分解電壓為：例計算生產1t燒堿的理論耗電量和實際電量。已知，電解時理論分解電壓為2.16V，槽電壓3.5V，電流效率96％。一、電解過程的副反應1.陽極副反應陽極副反應陽極生成的Cl2溶解在

3、水中，生成次氯酸和鹽酸當陰極生成的堿，由于擴散或電遷移等原因進入陽極溶液中時，HClO被中和，生成易解離的次氯酸鹽：C1O在陽極上氧化，生成C1O3并放出O2HClO的歧化反應上述反應使陽極生成的氯，陰極生成的堿，都由于副反應而白白消耗掉，這不僅降低了電流效率，而且降低了產品的純度。陰極副反應陰極副反應由于陽極處合有少量的次氯酸鈉和氯酸鈉，它們會遷移到陰極附近，并和由陰極上產生的新生態(tài)[H]發(fā)生如下反應：生產中采用隔膜(或離子膜)將陰、

4、陽極隔開，阻止Cl或OH遷移及采用較高操作溫度降低Cl2在水中的溶解度，以減少氯氣與燒堿的作用等，提高電能的利用和保證產品質量。二、食鹽水電解制氯氣和燒堿工藝和生產方法三種方法：①隔膜法；②汞陰極法；②高于交換膜法。隔膜法生產的燒堿約占燒堿總量的50％左右，汞陰極法占39％，離子交換膜法占11％。中國隔膜法占90％以上，汞陰極法占6％，離于交換膜法占4％左右。隔膜法經(jīng)過技術改造，仍可占重要地位；汞陰極法因存在汞的環(huán)境污染問題，所占份額將