電化學(xué)反應(yīng)過程和氯化過程

1、第九章第九章電化學(xué)反應(yīng)過程和氯化過程電化學(xué)反應(yīng)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(chǎn)生1克當(dāng)量物質(zhì)的化學(xué)變化。G=(MnF)It＝KQM：物質(zhì)的相對(duì)原子量，n：物質(zhì)的原子價(jià)（電極反應(yīng)中的電子數(shù)）Q=ItF=96500C=26.8Ah電化當(dāng)量：為1Ah電量析出的物質(zhì)克數(shù)。K=MnF例如：電解食鹽水

2、的反應(yīng)整個(gè)陰極反應(yīng)總反應(yīng)：在陽極極上析出C12的電化當(dāng)量為：在陰極生成的燒堿的電化當(dāng)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(duì)于化學(xué)反應(yīng)：此反應(yīng)的逆反應(yīng)需要的電壓即為理論分解電壓?；瘜W(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，理論分解電壓為：例計(jì)算生產(chǎn)1t燒堿的理論耗電量和實(shí)際電量。已知，電解時(shí)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(yīng)1.陽極副反應(yīng)陽極副反應(yīng)陽極生成的Cl2溶解在

3、水中，生成次氯酸和鹽酸當(dāng)陰極生成的堿，由于擴(kuò)散或電遷移等原因進(jìn)入陽極溶液中時(shí)，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(yīng)上述反應(yīng)使陽極生成的氯，陰極生成的堿，都由于副反應(yīng)而白白消耗掉，這不僅降低了電流效率，而且降低了產(chǎn)品的純度。陰極副反應(yīng)陰極副反應(yīng)由于陽極處合有少量的次氯酸鈉和氯酸鈉，它們會(huì)遷移到陰極附近，并和由陰極上產(chǎn)生的新生態(tài)[H]發(fā)生如下反應(yīng)：生產(chǎn)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(chǎn)品質(zhì)量。二、食鹽水電解制氯氣和燒堿工藝和生產(chǎn)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(chǎn)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(shù)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