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离子交换膜电解时阴极放入碱液

发布时间: 2021-02-07 09:41:51

① 电解氯化钠阳离子交换膜的预处理

首先,电解海水目的是为了制取烧碱 和氯气
那么在阴极区存在大量OH-
所以要将Na+交换到OH-富集的区域内以便提纯
阳极区Cl-变成Cl2跑出去必要补充CL-以便继续电解成为Cl2

② 离子交换膜法电解食盐水具体原理 谢谢

二、离子交换膜法制烧碱
1.离子交换膜电解槽的构成

离子交换膜电解槽

主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成;每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。阳极用金属钛网制成,为了延长电极使用寿命和提高电解效率,阳极网上涂有钛、钌等氧化物涂层;阴极由碳钢网制成,上面涂有镍涂层;离子交换膜把电解槽分成阴极室和阳极室。

电极均为网状,可增大反应接触面积,阳极表面的特殊处理是考虑阳极产物Cl2的强腐蚀性。

离子交换膜法制烧碱名称的由来,主要是因为使用的阳离子交换膜,该膜有特殊的选择透过性,只允许阳离子通过而阻止阴离子和气体通过,即只允许H+、Na+通过,而Cl-、OH-和两极产物H2和Cl2无法通过,因而起到了防止阳极产物Cl2和阴极产物H2相混合而可能导致爆炸的危险,还起到了避免Cl2和阴极另一产物NaOH反应而生成NaClO影响烧碱纯度的作用。

上海天原化工厂电解车间的离子交换膜电解槽

2.离子交换膜法电解制碱的主要生产流程

如图,精制的饱和食盐水进入阳极室;纯水(加入一定量的NaOH溶液)加入阴极室,通电后H2O在阴极表面放电生成H2,Na+则穿过离子膜由阳极室进入阴极室,此时阴极室导入的阴极液中含有NaOH;Cl-则在阳极表面放电生成Cl2。电解后的淡盐水则从阳极室导出,经添加食盐增加浓度后可循环利用。

阴极室注入纯水而非NaCl溶液的原因是阴极室发生反应为2H++2e-=H2↑;而Na+则可透过离子膜到达阴极室生成NaOH溶液,但在电解开始时,为增强溶液导电性,同时又不引入新杂质,阴极室水中往往加入一定量NaOH溶液。

氯碱工业的主要原料:饱和食盐水,但由于粗盐水中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO等杂质,远不能达到电解要求,因此必须经过提纯精制。

③ 离子膜电解操作流程

又称膜电槽电解法,是利用阳离子交换膜将单元电解槽分隔为阳极室和阴极室,使电解产品分开的方法。离子膜电解法是在离子交换树脂(见离子交换剂)的基础上发展起来的一项新技术。利用离子交换膜对阴阳离子具有选择透过的特性,容许带一种电荷的离子通过而限制相反电荷的离子通过,以达到浓缩、脱盐、净化、提纯以及电化合成的目的。这项技术已经用于氯碱的生产,海水和苦咸水的淡化,工业用水和超纯水的制备,酶、维生素与氨基酸等药品的精制,电镀废液的回收,放射性废水的处理等方面,其中应用最广泛、成效最显著的是氯碱工业。在氯碱工业中,利用阳离子交换膜电解槽电解食盐或氯化钾水溶液来制造氯气、氢气和高纯度的烧碱(氢氧化钠)或氢氧化钾。1975年日本旭化成工业公司制成全氟羧酸型离子交换膜,首先实现离子膜电解法制烧碱,同年日本实现工业化生产。
工艺流程 经过两次精制的浓食盐水溶液连续进入阳极室(图1[离子膜电解法生产流程]),钠离子在电场作用下透过阳离子交换膜向阴极室移动,进入阴极液的钠离子连同阴极上电解水而产生的氢氧离子生成氢氧化钠,同时在阴极上放出氢气。食盐水溶液中的氯离子受到膜的限制,基本上不能进入阴极室而在阳极上被氧化成为氯气。部分氯化钠电解后,剩余的淡盐水流出电解槽经脱除溶解氯,固体盐重饱和以及精制后,返回阳极室,构成与水银法类似的盐水环路。离开阴极室的氢氧化钠溶液一部分作为产品,一部分加入纯水后返回阴极室。碱液的循环有助于精确控制加入的水量,又能带走电解槽内部产生的热量。
离子膜电解槽 根据供电方式的不同,分为复极式和单极式两种。复极式电解槽的各单元电解槽串联相接,电解槽的总电压为各个单元电解槽的电压之和;电路中各台电解槽并联。单极式电解槽的各单元电解槽并联相接,电解槽的总电流为各个单元电解槽的电流之和;电路中各台电解槽串联。有的离子膜电解槽为板式压滤机型结构(图2[压滤机型离子交换膜电解槽结构]):在长方形的金属框内有爆炸复合的钛-钢薄板隔开阳极室和阴极室,拉网状的带有活性涂层的金属阳极和阴极分别焊接在隔板两侧的肋片上,离子膜夹在阴阳两极之间构成一个单元电解槽。大约 100个左右的单元电解槽由液压装置组成一台电解器。另外,还有类似板式换热器的结构,由冲压的轻型钛板阳极、离子膜和冲压的镍板阴极夹在一起,构成单元电解槽。若干个单元电解槽夹在两块端板之间组成一台电解槽。
离子交换膜 侧链上带有磺酸基和(或)羧酸基等阴离子官能团的全氟聚合物制成的薄膜。对离子膜的要求:①阳离子选择透过性好;②电解质扩散率低;③较高的化学稳定性和热稳定性;④机械强度高,不易变形;⑤电阻小。现代阳离子交换膜大多为聚氟烃织物增强的全氟磺酸-全氟羧酸复合膜。面向阳极的一侧为电阻较小的磺酸基;面向阴极的一侧为含水量低的羧酸基,能抑制氢氧离子向阳极室移动而提高电流效率,有的还处理成为粗糙的表面,或附有微孔状无机物薄膜,以增加全氟羧酸膜的亲水性,减少氢气泡在膜表面上的滞留。这种膜适用于两极间距极小的所谓“零”极距或“膜”间隙的离子交换膜电解槽。
特点 ①总能耗最低(与隔膜电解法和水银电解法相比),在4000A/m电流密度下,每吨烧碱的直流电耗为7.56~7.92GJ(2100~2200kWh);②烧碱纯度高,50%的氢氧化钠碱液,含氯化钠50~60ppm;③无水银或石棉污染环境的问题;④操作、控制都比较容易;⑤适应负荷变化的能力较大;⑥要求用高质量的盐水;⑦离子膜的价格比较昂贵。
现状和展望 80年代初,先进的离子膜可在 4000A/m的电流密度下运转,电流效率为95%~96%;可以直接生产浓度为35%的氢氧化钠,离子膜的使用寿命约为2年。由于离子膜法具有较多的优点,今后新建的氯碱生产装置一般将采用离子膜法。现有的水银法或隔膜法氯碱厂也会有一部分在技术改造时转换为离子膜法。

④ 有一个电解池电解氯化铜,如果我在溶液里放入了阴离子交换膜和阳离子交换膜,那么反应会不会继续进行纠

不用纠结的呀
电解过程里面,阴离子向阳极移动,在阳极上放电
阳离子向阴极移动,在阴极上放回电
如果加答上两个交换膜,相当于把一个电解池分成了两半,由于两边起始时候本来就都有这些离子,所以肯定能继续进行
理论上,一段时间以后 就相当于电解水了

⑤ 化学电解氯化钠溶液,中间有离子交换膜。为什么要在阴极加氢氧化钠。

上一个人回答是错误的 不知道就不要误人子弟 在阴极加氢氧化钠 是和水一起加的 主要是为了增强导电性 必要浪费更的的电能。

麻烦采纳,谢谢!

⑥ 为什么电解NaCl的化学方程式中NaOH是阴极

溶液中的水分子在阴极放电,生成氢气和氢氧根离子。
2H2O+2e=H2↑+2OH-

⑦ 电解的时候阳离子交换膜对阴阳极ph有影响吗

肯定不影响,因为如果影响实验的结果这个电解用离子交换膜就没有意义了~

⑧ 为什么电解氯化钠电解质溶液时,若没有阳离子交换膜,氢氧化钠还是在阴极出现,而阳极没有

不知道是不是说的离子交换膜,不过你既然说电解,应该就是了

离子交换膜,一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。因为一般在应用时主要是利用它的离子选择透过性,所以也称为离子选择透过性膜。

电解,电流通过物质而引起化学变化的过程。化学变化是物质失去或获得电子(氧化或还原)的过程。电解过程是在电解池中进行的。电解池是由分别浸没在含有正、负离子的溶液中的阴、阳两个电极构成。电流流进负电极(阴极),溶液中带正电荷的正离子迁移到阴极,并与电子结合,变成中性的元素或分子;带负电荷的负离子迁移到另一电极(阳极),给出电子,变成中性元素或分子。

以上来自,网络,为了让你给我最佳答案不犹豫,下面是一些自己的解释

离子交换膜在电解中有着比较重要的作用,当然并不是所有的电解都需要离子交换膜,离子交换膜的作用在于隔绝生成物中的某两类物质,一般是两种接触直接反映的物质,如:电解氯化钠时,一般会生成氯气,氢氧化钠。但这两种物质一接触便反应,生成了次氯酸钠和氯化钠,但当我们在阴阳极之间加上阳离子交换膜(即只有阳离子才能通过该膜)时,阳极会产生氯气,但周围都是氯化钠,因此不会反映,可直接收集氯气,阴极处生成氢氧根离子和氢气,氢气直接收集,这是另一边的钠离子便会通过膜和氢痒根离子在一起,成为了氢氧化钠溶液,一个反应生成了三种我们需要的物质,这便是离子交换膜的一个最简单的应用。

此反应中若没有氧离子交换膜氢氧根离子会迁移到阳极,并和新生成的氯气反应,有的话则氢氧根离子不会迁移到阳极。

⑨ 【高中化学【氯碱工业】用电解槽加阳离子交换膜作装置,那这个对加入的氯化钠溶液有什么要求吗

应选第二个要求。
首先需要明确,阳离子交换膜将电解槽分开成版两部分(阳极室、阴极权室),其中仅有氢离子和钠离子可以自由移动。则根据阳极反应方程式(2Cl-2e-==Cl2),可以知道阳极室中氯离子转化为氯气溢出,溶液中阴离子数目减少。又由于阳离子交换膜阻碍了阴极室生成的氢氧根离子(2H2O+2e-=H2+2OH-)进入阳极室,因此若想保证溶液的电中性,阳极室的钠离子必须通过交换膜进入阴极室。即阳极室生成Cl2,阴极室生成NaOH,且阳极室溶液浓度会减小。因此,若想使反应能持续进行,阳极室的溶液必须足够浓,则阳极室应加入饱和NaCl溶液。

⑩ 离子膜电解法的离子膜电解法

莱特.莱德又称膜电槽电解法,是利用阳离子交换膜将单元电解槽分隔为阳极室和版阴极室,使电解产权品分开的方法。离子膜电解法是在离子交换树脂(见离子交换剂)的基础上发展起来的一项新技术。利用离子交换膜对阴阳离子具有选择透过的特性,容许带一种电荷的离子通过而限制相反电荷的离子通过,以达到浓缩、脱盐、净化、提纯以及电化合成的目的。

经过两次精制的浓食盐水溶液连续进入阳极室(图1),钠离子在电场作用下透过阳离子交换膜向阴极室移动,进入阴极液的钠离子连同阴极上电解水而产生的氢氧离子生成氢氧化钠,同时在阴极上放出氢气。食盐水溶液中的氯离子受到膜的限制,基本上不能进入阴极室而在阳极上被氧化成为氯气。部分氯化钠电解后,剩余的淡盐水流出电解槽经脱除溶解氯,固体盐重饱和以及精制后,返回阳极室,构成与水银法类似的盐水环路。离开阴极室的氢氧化钠溶液一部分作为产品,一部分加入纯水后返回阴极室。碱液的循环有助于精确控制加入的水量,又能带走电解槽内部产生的热量。

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