Готовый реферат

Электролиз растворов хлористого натрия в ваннах со стальным катодом и графитовым анодом .

Дает возможность получать гидроксид натрия, хлор и водород в одном аппарате (электролизере). При прохождении постоянного электрического тока через водный раствор хлорида натрия можно ожидать выделения хлора:
2CI- — 2е  С12 (а)
а также кислорода:
20Н- - 2е  1/2О2 + Н2О (б)
или
H20-2e1/2О2 + 2H+
Нормальный электродный потенциал разряда ОН--ионов составляет + 0,41 в, а нормальный электродный потенциал разряда ионов хлора равен + 1,36 в. В нейтральном насыщенном растворе хлористого натрия концентрация гидроксильных ионов около 1 ·10-7 г-экв/л. При 25° С равновесный потенциал разряда гидроксильных ионов будет

Равновесный потенциал разряда, ионов хлора при концентрации NaCI в растворе 4,6 г-экв/л равен

Следовательно, на аноде с малым перенапряжением должен в первую очередь разряжаться кислород.
Однако на графитовых анодах перенапряжение кислорода много выше перенапряжения хлора и поэтому на них будет происходить в основном разряд ионов С1- с выделением газообразного хлора по реакции (а).
Выделение хлора облегчается при увеличении концентрации NaCI в растворе вследствие уменьшения при этом величины равновесного потенциала. Это является одной из причин использования при электролизе концентрированных растворов хлорида натрия, содержащих 310—315 г/л.
На катоде в щелочном растворе происходит разряд молекул воды по уравнению
Н20 + е = Н + ОН- (в)
Атомы водорода после рекомбинации выделяются в виде молекулярного водорода
2Н  Н2 (г)
Разряд ионов натрия из водных растворов на твердом катоде невозможен вследствие более высокого потенциала их разряда по сравнению с водородом. Поэтому остающиеся в растворе гидроксид - ионы образуют с ионами натрия раствор щелочи.
Процесс разложения NaCI можно выразить таким образом следующими реакциями:

т. е. на аноде идет образование хлора, а у катода — водорода и гидроксида натрия.
При электролизе, наряду с основными, описанными процессами, могут протекать и побочные, один из которых описывается уравнением (б). Помимо этого, хлор, выделяющийся на аноде, частично растворяется в электролите и гидролизуется по реакции

В случае диффузии щелочи (ионов ОН-) к аноду или смещения катодных и анодных продуктов хлорноватистая и соляная кислоты нейтрализуются щелочью с образованием гипохлорита и хлорида натрия:
НОС1 + NaOH = NaOCl + Н20
НС1 + NaOH = NaCl + Н20
Ионы ClO- на аноде легко окисляются в ClO3-. Следовательно, из-за побочных процессов при электролизе будут образовываться гипохлорит, хлорид и хлорат натрия, что приведет к снижению выхода по току и коэффициента использования энергии. В щелочной среде облегчается выделение кислорода на аноде, что также будет ухудшать показатели электролиза.

Химические способы получения гидроксида натрия.
Понятие об электролизе и электрохимических процессах.
Сырье для получения гидроксида натрия.
Электролиз растворов хлористого натрия в ваннах со стальным катодом и графитовым анодом .

Электролиз растворов хлорида натрия в ваннах с ртутным катодом и графитовым анодом .

1. Общая химическая технология . Под ред. И.П. Мухленова. Учебник для химико-технологических специальностей вузов. М.: Высшая школа.
2. Фурмер И.Э., Зайцев В.Н. Общая химическая технология. – М.: Высшая школа, 1978.