Страница:БСЭ-1 Том 64. Электрофор - Эфедрин (1934).pdf/14

Материал из Викитеки — свободной библиотеки
Эта страница была вычитана

Cu в электролите, от 3,5 до 2,5 А/дм², соответственно чему и вольтаж падает от 1,7 V до 1,4 V; ηi=94—95%. Расход энергии незначителен, около 0,42 kWh/кг.

Серебро не дает равномерного плотного осадка на катоде, но садится в виде кристаллов, легко сваливающихся с катода на дно. Поэтому аноды окружаются деревянными рамками, обтянутыми холстом, внутри к-рых шламм и остается. Кристаллы серебра на дне отчасти растворяются в HNO3. Этот недостаток устраняется в аппарате Бальбаха, в к-ром катодом служит дно. Вследствие присутствия HNO3 в электролите ванны делаются из стойкого материала — керамиковые, фарфоровые, стеклянные и т. п. Они невелики по размеру, т. к. самое производство невелико.

Золото растворяется только в хлористоводородной кислоте, отчего последняя и употребляется для электролита. В главной массе Au растворено в электролите в виде комплексной соли HAuCl4, но разряд Au на катоде происходит через промежуточное, образующееся в электролите AuCl3 и отчасти AuCl.

При содержании Ag в анодах меньше 10% работают при Dk=10, и V=0,6—1,0, t°=60—70°, расход энергии ~ 0,3 kWh/кг. Если Ag в анодах >10 %(до 20 %), то анод быстро пассивируется, не растворяясь в электролите. В таких случаях прибегают к «наложению переменного тока» на постоянный (способ Вольвилля). При этом амплитуда переменного тока в 1,5—2 раза превосходит величину постоянного тока. Тогда в момент встречного течения токов анод становится на момент катодом, и образовавшаяся за предыдущий полупериод ничтожная пленка AgCl отваливается. Т. о. даже не допускается образование заметной корки AgCl.

Электролиз применяется иногда для получения rникеля. Чистый никель в большом количестве необходим для целей гальванопластики и в значительном количестве получается электроэкстракцией из отработанных электролитов медного электролиза. Электроэкстракция из руд ведется по способу Хибинетте (Нуbinette) и имеет очень сложную схему. Рафинирование свинца, к-рый в химически чистом виде требуется в громадном количестве для приготовления аккумуляторов, производится по Беттсу из электролитов, состоящих из раствора фторсиликатов или фтороборатов. Электролиз широко применяется также в целях покрытия одних металлов другими, гл. обр. для предохранения от коррозии и для придания предметам красивого внешнего вида. Для этих целей достаточно осаждения очень тонкого слоя, так что указанные процессы имеют целью уже собственно не получение металла, а лишь нанесение его на какую-либо поверхность (см. Гальваностегия, Гальванопластика).

Электролиз хлорощелочей. Если подвергать электролизу водный раствор NaCl при нерастворимых электродах (напр. Pt), то на аноде будут разряжаться ОН' с выделением О2 и Cl' с выделением Cl2. При большой концентрации Cl' разряд ОН' не происходит и разряжается только Cl'. На катоде мог бы разрядиться Na˙, но присутствующая Н2О оказывает деполяризующее действие, отщепляя от себя при меньшем потенциале ОН' для соединения с Na˙ и освобождая Н˙ для разряда на катоде. Так как от катода в электролит переходит щелочь, то Cl2 не может выйти из раствора и образует со щелочью немедленно гипохлорит NaClO (если каким-либо способом не допускать соединения ОН' с хлором, то получается отдельно щелочь и хлор, см. далее). Избыток NaClO свыше нек-рой концентрации непрерывно окисляется в хлорат NaClO3. Т. о. в электролите присутствуют Cl', ОН', ClO', Cl2 (растворенный) и накапливается ClO'3. Нагревание и слабая кислотность электролита способствуют быстроте и полноте превращения ClO в ClO'3, почему оба условия и соблюдаются для получения бертолетовой соли. Охлаждение, наоборот, препятствует этому переходу и поэтому применяется для получения гипохлоритов, или белильных растворов.

Гипохлориты. Для получения гипохлоритов применяются аппараты только с биполярными электродами; это производство не бывает большим, ибо белильные растворы не выдерживают хранения и перевозки. На рис. 2 представлен аппарат Хаас-Эттеля, отличающийся оригинальным способом циркуляции электролита: выделяющийся на катоде водород вспенивает электролит, который подымается высоко, переливается в боковые горизонтальные трубки и стекает по обе стороны вниз, где в отверстия у дна снова входит в зоны электролиза; в других конструкциях электролит для циркуляции приходится перекачивать насосом. Рис. 2Рис. 2После достижения нужной концентрации ClO' раствор передается из ванн на место употребления (напр. для беления тканей), и оттуда, отдав свой кислород, раствор NaCl снова накачивается в электролизеры. Ходовые размеры аппаратов около 50 А, при 110 или 220 V.

Хлораты. В растворе NaClO присутствует некоторое количество HClO, к-рая окисляет NaClO в NaClO3. Для полноты этой реакции слегка подкисляют электролит соляной кислотой, чтобы повысить концентрацию HClO. Электролиту позволяют нагреваться до 70—90°, что происходит само собой вследствие высокой Da. Аноды применяются платиновые, магнетитовые (сплав окислов железа), графитовые. К концу электролиза, не допуская начала кристаллизации хлората, раствор. переводят в кристаллизаторы, отделяют кристаллы хлората, насыщают раствор солью, снова переводят его в электролизеры. Вольтаж ванны — 3,2—5,5 V в зависимости от t°; Da1·k от 3 до 20. Расход энергии в установившейся практике около 6,5 kWh.

Щелочи и хлор. Для предупреждения взаимодействия ОН' и Cl при электролизе хлоридов на практике применяются гл. обр. два способа: 1) разделение катодного и анодного пространства с помощью диафрагмы, 2) применение ртутного катода.

Во всех системах ванн применяются аноды угольные (графитовые) и магнетитовые. Ради повышения электропроводности допускают нагрев электролита до 50—60°. Плотность тока ограничивается стойкостью диафрагмы, на поверхность которой допускается обычно не более 6 А/дм².

Способ с диафрагмой. Нет возможности весь NaCl разложить на щелочь и хлор, ибо по мере возрастания концентрации щелочи ОН' все сильнее переносится током сквозь