離子交換膜穩定電流
A. 帶離子交換膜的原電池可以使電流持續時間更長嗎
帶離子交換膜的原電池可以使電流持續時間更長。
在原電池中,離子交換膜的作用與鹽橋相專似,將原電池分屬為正半電池和負半電池,從而提高原電池的工作效率。
在原電池中,負極發生氧化反應,正極發生還原反應.由圖可知:通氧氣的一極為正極,加葡萄糖的一極為負極;在原電池內部,陽離子向正極移動,故質子(H+)由負極區通過質子交換膜移向正極區。
B. 怎麼測離子交換膜的極限電流密度
(1)從圖中可以看出,電流表與燈泡L1串聯,即測量通過L1的電流強度,但電流表的內+、-接容線柱接反了。
(2)要測通過L2的電流,應將電流表與L2串聯,應將導線a原接電流表「+」接線柱一端改接到「-」接線柱。
(3)要測通過電源的電流,即測通過L1和L2的總電流,應將電流表與電源串聯,可將導線c原接電流表「-」接線柱的一端改接到「+」接線柱上。
思維方式:根據電流表測電流的使用規則分析。
C. 帶離子交換膜,和帶鹽橋的原電池哪個電流持續時間長
1、不使用鹽橋,銅鋅原子電池裡的鋅直接與酸(或者銅離子)接觸,不論電池專是否工作都會持續屬反應,可反應的物質消耗完,電池失效
向左轉|向右轉
如圖,鋅會一直跟硫酸反應
2、使用鹽橋,可以使互相反應的兩種物質隔離,通過鹽橋傳遞離子,電池不工作時,反應幾乎不進行,能有效節約電極反應材料
D. 離子膜電解槽理論分解電壓多少;理論交流電耗多少
雜質越多,電耗越大
離子膜電解槽是離子膜制鹼生產工藝中的關鍵設備,它的作用是將進入的合格的二次精製鹽水經通電電解,生產出低鹽、高濃度的氫氧化鈉產品,同時得到聯產品氯氣和氫氣。
離子膜法電解,是用陽離子交換膜將電解槽隔成陽極室和陰極室,這層膜只允許鈉離子穿透,而對氫氧根離子起阻止作用,另外還能阻止氯化鈉的擴散,從而達到生產低鹽、高濃度氫氧化鈉產品的目的。
離子膜法電解槽有單極式和復極式兩種,它們都是有若干個電解單元所組成,每個單元都是有陰極、陽極、離子交換膜、槽框組成。我廠採用的是旭化成強制循環電解槽。
三、離子交換膜
我廠使用的是全氟羧酸、磺酸復合離子膜,它主要由磺酸層、羧酸層和增強網布組成,膜厚250--350μm,羧酸層厚35--90μm。靠近陰極側的羧酸層為阻擋層,具有陽離子選擇滲透性,電流效率高低關鍵取決於該層,靠近陽極側的磺酸層具有高離子傳導性,電壓高低關鍵取決於該層。聚四氟乙烯織物為膜中骨架,主要為了提高膜的強度。膜兩面的無機物塗層主要是為了使電解槽產生的氣體能快速逸出。
離子交換膜是離子膜法制鹼的核心,它必須具有下列特性:
⑴、優良的化學穩定性,必須耐氯氣、次氯酸鹽、氯酸鹽、燒鹼的腐蝕;
⑵、具有低電阻以降低槽電壓;
⑶、具有優良的滲透選擇性,在製取高濃度氫氧化鈉時具有較高的電流效率。
⑷、應保持膜的物理、機械穩定,外形尺寸不變。
四、生產原理
在生產燒鹼的離子膜工藝中,在陽極和陰極間安裝選擇性陽離子交換膜,在鹽水通過陽極液室循環,燒鹼通過陰極液室循環的時候進行電解。根據下述反應,在陽極室產生氯氣,在陰極室產生氫氣和燒鹼。
陽極:2Cl →Cl2+e
陰極:2H2O+2e →H2+OH-
總反應:2NaCl+2H2O →2NaOH+ Cl2+ H2
在陽極室NaCl被電離成Na+和Cl-,Cl-在陽極表面放電後變成氯氣,同時,Na+通過離子交換膜遷移到陰極室。在陰極室,水變成H+和OH-,Na+和OH-結合生成燒鹼。上述的主反應基本上與傳統的隔膜工藝相同,但在離子膜工藝中,由於電解液完全被隔開以及鈉離子的選擇性滲透,所以可得純凈的燒鹼。
E. 離子膜制鹼技術,為什麼在升電流前要用淡鹽水循環
離子交換膜法制燒鹼
世界上比較先進的電解制鹼技術是離子交換膜法。這一技術在20世紀50年代開始研究,80年代開始工業化生產。
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。右圖表示的是一個單元槽的示意圖。電解槽的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,鈦陽極網上塗有鈦、釕等氧化物塗層;陰極由碳鋼網製成,上面塗有鎳塗層;陽離子交換膜把電解槽隔成陰極室和陽極室。陽離子交換膜有一種特殊的性質,即它只允許陽離子通過,而阻止陰離子和氣體通過,也就是說只允許Na+通過,而Cl-、OH-和氣體則不能通過。這樣既能防止陰極產生的H2和陽極產生的Cl2相混合而引起爆炸,又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影響燒鹼的質量。下圖是一台離子交換膜電解槽(包括16個單元槽)。
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。通電時,H2O在陰極表面放電生成H2,Na+穿過離子膜由陽極室進入陰極室,導出的陰極液中含有NaOH;Cl-則在陽極表面放電生成Cl2。電解後的淡鹽水從陽極導出,可重新用於配製食鹽水。
離子交換膜法電解制鹼的主要生產流程可以簡單表示如下圖所示:
電解法制鹼的主要原料是飽和食鹽水,由於粗鹽水中含有泥沙,
精製食鹽水時經常進行以下措施
(1)過濾海水
(2)加入過量氫氧化鈉,去除鈣、鎂離子,過濾
Ca(2+)+2OH(-)=Ca(OH)2(微溶)
① Mg(2+)+2OH(-)=Mg(OH)2↓
② Mg(HCO3)2+2OH(-)=MgCO3+2H2O
MgCO3+2H2O=Mg(OH)2+H2O+CO2
(3)加入過量氯化鋇,去除硫酸根離子,過濾
Ba(2+)+SO4(2-)=BaSO4↓
(4)加入過量碳酸鈉,去除鈣離子、過量鋇離子,過濾
Ca(2+)+CO3(2-)=CaCO3↓
Ba(2+)+CO3(2-)=BaCO3↓
(5)加入適量鹽酸,去除過量碳酸根離子
2H(+)+CO3(2-)=CO2↑+H2O
(6)加熱驅除二氧化碳
(7)送入離子交換塔,進一步去除鈣、鎂離子
(8)電解
2NaCl+2H2O=(通電)H2↑+Cl2↑+2NaOH
離子交換膜法制鹼技術,具有設備佔地面積小、能連續生產、生產能力大、產品質量高、能適應電流波動、能耗低、污染小等優點,是氯鹼工業發展的方向。
F. 為什麼不用鹽橋而用離子交換膜
鹽橋的作用就是起著平衡電池的陰陽離子的,不加鹽橋的,隨著反應的回進行,正負級分別積累了陽離答子和陰離子,這樣的電池內電路的電流和外電路的電流相互矛盾,使得反應無法繼續下去,而有鹽橋的,其中的鹽橋就是起著中和原電池的離子的。。。 不用是可以,不過持續的時間比較短,沒有什麼利用價值
G. 下列裝置所示的實驗不能達到實驗目的是()A.形成穩定電流的裝置B.電解飽和食鹽水C.將用含有酚酞
A.Zn為正極,Cu為負極,能夠形成原電池,故A正確;
B.陽極生成氯氣,陰極生成氫氣和氫氧化鈉版,裝置中的離權子交換膜可以避免生成的Cl2與NaOH溶液反應,故B正確;
C.兩電極都不參與電極反應,濾紙上的NaCl溶液被電解生成NaOH、H2、Cl2,NaOH與酚酞作用出現「祝你成功」紅色字跡,故C正確;
D.由於AlCl3溶液中,H+得電子能力大於Al3+,所以在純鋁電極上得到的是H2,而不是Al,故D錯誤.
故選:D.
H. 簡述離子膜
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,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.
I. 有關離子交換膜的化學習題
1·名稱解釋
離子交換膜——四氟乙烯同具有離子交換基團的全氟乙烯基醚單體的共聚物。全氟磺酸膜:電阻小、化學性能穩定;全氟羧酸膜:阻止OH- 遷移性能好,電流效率高;全氟磺酸—羧酸復合膜:既有全氟羧酸膜阻止OH-遷移性能好,電流效率高的優點,又具有全氟磺酸膜電阻小,化學性能穩定,氯氣中氫含量少,膜使用壽命長等優點。
2·為什麼鹽水要進行二次精製?
解:如果精製鹽水中含有較多的多價陽離子(如Ca 2+、Mg 2+、Al 3+、Fe 3+),則會增加精製鹽水中Na+進行離子交換及滲過膜微孔的難度。工業上常將食鹽水作二次精製處理,以除去多價陽離子,使其在允許的含量以內。在螯合塔中進行。螯合樹脂。
3·離子交換膜法工藝過程?
答:一次鹽水精製;二次鹽水精製;電解;燒鹼蒸發。
4·離子交換膜法電解工藝條件分析
解:(1) 飽和食鹽水的質量。
(2) 電解槽的操作溫度70-90℃。操作溫度不能低於65℃。電解槽溫度通常控制在70-90℃之間。
(3) 陰極液中NaOH的濃度。當陰極液中NaOH濃度上升時,膜的含水率就降低,膜內固定離子濃度上升,膜的交換能力增強,電流效率高。但是NaOH濃度過高,膜中OH-離子反滲透到陽極機會增多,使電流效率下降。
(4) 陽極液中NaCl的含量210g/L。
大概地找了一下,找到了這4個!看可以不?
J. 離子交換膜的性能指標
離子交換膜的性能是多方面的,必須根據膜的電化學性能、化學性能和物理力學性能對膜進行綜合評價分析。一般商品膜常提供以下性能指標。1、交換容量交換容量是離子交換膜的關鍵參數,其單位為mmol/g。一般交換容量高的膜,選擇透過性好,導電能力也強。但是由於活性基團一般具有親水性,因此當活性基團含量高時,膜內水分與溶脹度會隨之增大,從而影響膜的強度。有時也會因膜體結構過於疏鬆,而使膜的選擇性下降。一般膜的交換容量約為2-3mmol/g.2、含水量指膜內與活性基團結合的內在水,經每克干膜所含水的克數表示(%)。的含水量與其交換容量和交聯度有關,如上所說,隨著交換容量提高,含水量增加。交聯度大的膜由於膜結構,含水量也會相應降低。提高膜的含水量,可使膜的導電能力增加,但由於膜的溶脹會合螈選擇性下降,一般膜的含水量約為20%-40%左右。3、導電性(膜電阻)一般用電導率(Ω.cm)或電阻率(Ω.cm)表示,也常用膜面電阻即單位膜面積的電阻(Ω.cm)表示。對電阻的表示因用途而異。一般講,在不影響其他性能的情況下電阻越小越好,以降低電能消耗。膜電阻與膜結構和膜厚度有關,此外還與外界溶液及溫度有關。通常規定25C,於0.1mol/L KCL溶液或0.1mol/L NaCL溶液中測定的膜電導作為比較標准4、選擇透過性反映膜對不同離子的選擇透過能力,用離子遷移數(t)和膜的透過度(p)來表示。膜內離子遷移數即某一種離子在膜內的遷移量與全部離子在膜內的遷移量的比值。或者也可用離子遷移所帶電量之比來表示。對於理想的離子交換膜,反離子的遷移數為1,同名離子的遷移數為0.實際上由於各種因素的影響,反離子在膜內的實際遷移可能達到1。有兩種方法可以得到膜的離子遷移數, 一是膜電位法,將膜在兩種不同濃度的同類電解質中測定其膜電位,再由膜電位計算遷移數。另一種方法是,在外加直流電場下,在電滲析槽中直接測定膜的遷移數。一般要求,實用的離子交換膜透過度大於85%,反離子遷移數大於0.9,並希望在高濃度電解質中仍有良好的選擇透過性。5、機械強度膜的機械強度包括膜的爆破強度和抗拉強度以及抗彎強度和柔韌性能。爆破強度是指膜受到垂直方向的壓力時, 所能承受的最高壓力,採用水壓爆破法測定,以單位面積上所受壓力表示(MPa),它是表明膜的機械強度的重要指標。抗拉強度是指膜受到平等方向的拉力時,所能賓最高拉力,以單位面積上所受接力表示(MPa)。膜的機械強度主要決定地的化學結構、增強材料等。增強的交聯度可提高膜的機械強度,而增設交換容量和含水量會使強度下降。一般使用膜的尖大於0.3MPa。6、膨脹性能(尺寸穩定性)膜有膨脹和收縮應盡量小而且均勻。否則既會帶來組裝的,而且還將造成壓頭損失增大、漏水、漏電和電流率下降等不良現象。7、化學性能指膜的耐酸鹼、耐溶劑、耐氧化、耐輻照、耐溫、耐有機污染等性能