離子交換膜電解時陰極放入鹼液
① 電解氯化鈉陽離子交換膜的預處理
首先,電解海水目的是為了製取燒鹼 和氯氣
那麼在陰極區存在大量OH-
所以要將Na+交換到OH-富集的區域內以便提純
陽極區Cl-變成Cl2跑出去必要補充CL-以便繼續電解成為Cl2
② 離子交換膜法電解食鹽水具體原理 謝謝
二、離子交換膜法制燒鹼
1.離子交換膜電解槽的構成
離子交換膜電解槽
主要由陽極、陰極、離子交換膜、電解槽框和導電銅棒等組成;每台電解槽由若干個單元槽串聯或並聯組成。陽極用金屬鈦網製成,為了延長電極使用壽命和提高電解效率,陽極網上塗有鈦、釕等氧化物塗層;陰極由碳鋼網製成,上面塗有鎳塗層;離子交換膜把電解槽分成陰極室和陽極室。
電極均為網狀,可增大反應接觸面積,陽極表面的特殊處理是考慮陽極產物Cl2的強腐蝕性。
離子交換膜法制燒鹼名稱的由來,主要是因為使用的陽離子交換膜,該膜有特殊的選擇透過性,只允許陽離子通過而阻止陰離子和氣體通過,即只允許H+、Na+通過,而Cl-、OH-和兩極產物H2和Cl2無法通過,因而起到了防止陽極產物Cl2和陰極產物H2相混合而可能導致爆炸的危險,還起到了避免Cl2和陰極另一產物NaOH反應而生成NaClO影響燒鹼純度的作用。
上海天原化工廠電解車間的離子交換膜電解槽
2.離子交換膜法電解制鹼的主要生產流程
如圖,精製的飽和食鹽水進入陽極室;純水(加入一定量的NaOH溶液)加入陰極室,通電後H2O在陰極表面放電生成H2,Na+則穿過離子膜由陽極室進入陰極室,此時陰極室導入的陰極液中含有NaOH;Cl-則在陽極表面放電生成Cl2。電解後的淡鹽水則從陽極室導出,經添加食鹽增加濃度後可循環利用。
陰極室注入純水而非NaCl溶液的原因是陰極室發生反應為2H++2e-=H2↑;而Na+則可透過離子膜到達陰極室生成NaOH溶液,但在電解開始時,為增強溶液導電性,同時又不引入新雜質,陰極室水中往往加入一定量NaOH溶液。
氯鹼工業的主要原料:飽和食鹽水,但由於粗鹽水中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO等雜質,遠不能達到電解要求,因此必須經過提純精製。
③ 離子膜電解操作流程
又稱膜電槽電解法,是利用陽離子交換膜將單元電解槽分隔為陽極室和陰極室,使電解產品分開的方法。離子膜電解法是在離子交換樹脂(見離子交換劑)的基礎上發展起來的一項新技術。利用離子交換膜對陰陽離子具有選擇透過的特性,容許帶一種電荷的離子通過而限制相反電荷的離子通過,以達到濃縮、脫鹽、凈化、提純以及電化合成的目的。這項技術已經用於氯鹼的生產,海水和苦鹹水的淡化,工業用水和超純水的制備,酶、維生素與氨基酸等葯品的精製,電鍍廢液的回收,放射性廢水的處理等方面,其中應用最廣泛、成效最顯著的是氯鹼工業。在氯鹼工業中,利用陽離子交換膜電解槽電解食鹽或氯化鉀水溶液來製造氯氣、氫氣和高純度的燒鹼(氫氧化鈉)或氫氧化鉀。1975年日本旭化成工業公司製成全氟羧酸型離子交換膜,首先實現離子膜電解法制燒鹼,同年日本實現工業化生產。
工藝流程 經過兩次精製的濃食鹽水溶液連續進入陽極室(圖1[離子膜電解法生產流程]),鈉離子在電場作用下透過陽離子交換膜向陰極室移動,進入陰極液的鈉離子連同陰極上電解水而產生的氫氧離子生成氫氧化鈉,同時在陰極上放出氫氣。食鹽水溶液中的氯離子受到膜的限制,基本上不能進入陰極室而在陽極上被氧化成為氯氣。部分氯化鈉電解後,剩餘的淡鹽水流出電解槽經脫除溶解氯,固體鹽重飽和以及精製後,返回陽極室,構成與水銀法類似的鹽水環路。離開陰極室的氫氧化鈉溶液一部分作為產品,一部分加入純水後返回陰極室。鹼液的循環有助於精確控制加入的水量,又能帶走電解槽內部產生的熱量。
離子膜電解槽 根據供電方式的不同,分為復極式和單極式兩種。復極式電解槽的各單元電解槽串聯相接,電解槽的總電壓為各個單元電解槽的電壓之和;電路中各台電解槽並聯。單極式電解槽的各單元電解槽並聯相接,電解槽的總電流為各個單元電解槽的電流之和;電路中各台電解槽串聯。有的離子膜電解槽為板式壓濾機型結構(圖2[壓濾機型離子交換膜電解槽結構]):在長方形的金屬框內有爆炸復合的鈦-鋼薄板隔開陽極室和陰極室,拉網狀的帶有活性塗層的金屬陽極和陰極分別焊接在隔板兩側的肋片上,離子膜夾在陰陽兩極之間構成一個單元電解槽。大約 100個左右的單元電解槽由液壓裝置組成一台電解器。另外,還有類似板式換熱器的結構,由沖壓的輕型鈦板陽極、離子膜和沖壓的鎳板陰極夾在一起,構成單元電解槽。若干個單元電解槽夾在兩塊端板之間組成一台電解槽。
離子交換膜 側鏈上帶有磺酸基和(或)羧酸基等陰離子官能團的全氟聚合物製成的薄膜。對離子膜的要求:①陽離子選擇透過性好;②電解質擴散率低;③較高的化學穩定性和熱穩定性;④機械強度高,不易變形;⑤電阻小。現代陽離子交換膜大多為聚氟烴織物增強的全氟磺酸-全氟羧酸復合膜。面向陽極的一側為電阻較小的磺酸基;面向陰極的一側為含水量低的羧酸基,能抑制氫氧離子向陽極室移動而提高電流效率,有的還處理成為粗糙的表面,或附有微孔狀無機物薄膜,以增加全氟羧酸膜的親水性,減少氫氣泡在膜表面上的滯留。這種膜適用於兩極間距極小的所謂「零」極距或「膜」間隙的離子交換膜電解槽。
特點 ①總能耗最低(與隔膜電解法和水銀電解法相比),在4000A/m電流密度下,每噸燒鹼的直流電耗為7.56~7.92GJ(2100~2200kWh);②燒鹼純度高,50%的氫氧化鈉鹼液,含氯化鈉50~60ppm;③無水銀或石棉污染環境的問題;④操作、控制都比較容易;⑤適應負荷變化的能力較大;⑥要求用高質量的鹽水;⑦離子膜的價格比較昂貴。
現狀和展望 80年代初,先進的離子膜可在 4000A/m的電流密度下運轉,電流效率為95%~96%;可以直接生產濃度為35%的氫氧化鈉,離子膜的使用壽命約為2年。由於離子膜法具有較多的優點,今後新建的氯鹼生產裝置一般將採用離子膜法。現有的水銀法或隔膜法氯鹼廠也會有一部分在技術改造時轉換為離子膜法。
④ 有一個電解池電解氯化銅,如果我在溶液里放入了陰離子交換膜和陽離子交換膜,那麼反應會不會繼續進行糾
不用糾結的呀
電解過程裡面,陰離子向陽極移動,在陽極上放電
陽離子向陰極移動,在陰極上放回電
如果加答上兩個交換膜,相當於把一個電解池分成了兩半,由於兩邊起始時候本來就都有這些離子,所以肯定能繼續進行
理論上,一段時間以後 就相當於電解水了
⑤ 化學電解氯化鈉溶液,中間有離子交換膜。為什麼要在陰極加氫氧化鈉。
上一個人回答是錯誤的 不知道就不要誤人子弟 在陰極加氫氧化鈉 是和水一起加的 主要是為了增強導電性 必要浪費更的的電能。
麻煩採納,謝謝!
⑥ 為什麼電解NaCl的化學方程式中NaOH是陰極
溶液中的水分子在陰極放電,生成氫氣和氫氧根離子。
2H2O+2e=H2↑+2OH-
⑦ 電解的時候陽離子交換膜對陰陽極ph有影響嗎
肯定不影響,因為如果影響實驗的結果這個電解用離子交換膜就沒有意義了~
⑧ 為什麼電解氯化鈉電解質溶液時,若沒有陽離子交換膜,氫氧化鈉還是在陰極出現,而陽極沒有
不知道是不是說的離子交換膜,不過你既然說電解,應該就是了
離子交換膜,一種含離子基團的、對溶液里的離子具有選擇透過能力的高分子膜。因為一般在應用時主要是利用它的離子選擇透過性,所以也稱為離子選擇透過性膜。
電解,電流通過物質而引起化學變化的過程。化學變化是物質失去或獲得電子(氧化或還原)的過程。電解過程是在電解池中進行的。電解池是由分別浸沒在含有正、負離子的溶液中的陰、陽兩個電極構成。電流流進負電極(陰極),溶液中帶正電荷的正離子遷移到陰極,並與電子結合,變成中性的元素或分子;帶負電荷的負離子遷移到另一電極(陽極),給出電子,變成中性元素或分子。
以上來自,網路,為了讓你給我最佳答案不猶豫,下面是一些自己的解釋
離子交換膜在電解中有著比較重要的作用,當然並不是所有的電解都需要離子交換膜,離子交換膜的作用在於隔絕生成物中的某兩類物質,一般是兩種接觸直接反映的物質,如:電解氯化鈉時,一般會生成氯氣,氫氧化鈉。但這兩種物質一接觸便反應,生成了次氯酸鈉和氯化鈉,但當我們在陰陽極之間加上陽離子交換膜(即只有陽離子才能通過該膜)時,陽極會產生氯氣,但周圍都是氯化鈉,因此不會反映,可直接收集氯氣,陰極處生成氫氧根離子和氫氣,氫氣直接收集,這是另一邊的鈉離子便會通過膜和氫癢根離子在一起,成為了氫氧化鈉溶液,一個反應生成了三種我們需要的物質,這便是離子交換膜的一個最簡單的應用。
此反應中若沒有氧離子交換膜氫氧根離子會遷移到陽極,並和新生成的氯氣反應,有的話則氫氧根離子不會遷移到陽極。
⑨ 【高中化學【氯鹼工業】用電解槽加陽離子交換膜作裝置,那這個對加入的氯化鈉溶液有什麼要求嗎
應選第二個要求。
首先需要明確,陽離子交換膜將電解槽分開成版兩部分(陽極室、陰極權室),其中僅有氫離子和鈉離子可以自由移動。則根據陽極反應方程式(2Cl-2e-==Cl2),可以知道陽極室中氯離子轉化為氯氣溢出,溶液中陰離子數目減少。又由於陽離子交換膜阻礙了陰極室生成的氫氧根離子(2H2O+2e-=H2+2OH-)進入陽極室,因此若想保證溶液的電中性,陽極室的鈉離子必須通過交換膜進入陰極室。即陽極室生成Cl2,陰極室生成NaOH,且陽極室溶液濃度會減小。因此,若想使反應能持續進行,陽極室的溶液必須足夠濃,則陽極室應加入飽和NaCl溶液。
⑩ 離子膜電解法的離子膜電解法
萊特.萊德又稱膜電槽電解法,是利用陽離子交換膜將單元電解槽分隔為陽極室和版陰極室,使電解產權品分開的方法。離子膜電解法是在離子交換樹脂(見離子交換劑)的基礎上發展起來的一項新技術。利用離子交換膜對陰陽離子具有選擇透過的特性,容許帶一種電荷的離子通過而限制相反電荷的離子通過,以達到濃縮、脫鹽、凈化、提純以及電化合成的目的。
經過兩次精製的濃食鹽水溶液連續進入陽極室(圖1),鈉離子在電場作用下透過陽離子交換膜向陰極室移動,進入陰極液的鈉離子連同陰極上電解水而產生的氫氧離子生成氫氧化鈉,同時在陰極上放出氫氣。食鹽水溶液中的氯離子受到膜的限制,基本上不能進入陰極室而在陽極上被氧化成為氯氣。部分氯化鈉電解後,剩餘的淡鹽水流出電解槽經脫除溶解氯,固體鹽重飽和以及精製後,返回陽極室,構成與水銀法類似的鹽水環路。離開陰極室的氫氧化鈉溶液一部分作為產品,一部分加入純水後返回陰極室。鹼液的循環有助於精確控制加入的水量,又能帶走電解槽內部產生的熱量。