隔膜法电解的原理

作者&投稿:叶生 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
隔膜法电解的技术构成~

隔膜法电解是目前电解法生产烧碱最主要的方法之一,所谓隔膜法是指在阳极与阴极之间设置隔膜,把阴、阳极产物隔开。隔膜是一种多孔渗透性隔层,它不妨碍离子的迁移和电流通过并使它们以一定的速度流向阴极,但可以阻止OH-向阳极扩散,防止阴、阳极产物间的机械混合。目前,工业上用的较多的是立式隔膜电解槽。阳极用石墨或金属,阴极用铁丝网或冲孔铁板。当输入直流电进行电解后,食盐水溶液中的部分氯离子在阳极上失去电子生成氯气并逸出。阳极溶液中剩下的钠离子随溶液一同向阴极迁移,流入阴极的电解液,其中的氢离子在阴极得到电子生成氢气自电解槽阴极室逸出。由于氢离子不断放电析出氢气,从而进一步促使水电离。溶液中所剩的氢氧根离子与钠离子形成碱溶液,与未电解的氯化钠溶液一起不断自电解槽中排出。新盐水不断得到补充,在电解槽的阳极室进行连续生产。

无隔膜电解食盐水主要生成的是次氯酸钠,而且还含有一定量的有害副产物氯酸钠。氯酸钠的有效氯含量很高,但是几乎没有杀菌效果,这就是次氯酸钠发生器产生的溶液杀菌效果不理想的重要原因。
隔膜法电解食盐水是近年来新兴起的技术,用这种方法生产出来的杀菌溶液不仅没有氯酸盐等副产物,而且含有臭氧、双氧水等具有高效杀菌作用的成分。其最大的优势是,不仅能够彻底杀灭细菌,而且还能够清除生物膜。目前该技术主要应用于食品生产、啤酒酿造等行业的冷杀菌领域,在欧洲一些高档的游泳池、养殖饮用水、食品加工等领域也有广泛的应用。

由于隔膜电解技术在氯碱工业中得到了广泛的应用, 故以最新的制碱工艺———离子交换膜电解法为例来说明  其原理。用一阳离子交换膜分隔电解槽中阴阳极室, 构成两室电解槽, 向阳极室引入饱和NaCl 溶液, 阴极室引入蒸馏水, 在外加直流电场作用下, 阳极产生氯气, 阴极上产生氢气。由于阳离子交换膜的固定基团(R-SO-3-)带负电荷, 它和溶液中的Na+离子异性电荷相吸, 结果只允许Na +离子通过, 而对Cl-离子排斥, 于是Na+离子迁入阴极室, 它和OH- 相结合, 生成NaOH。电极主要反应为:
在阳极室:  NaCl==Na ++Cl - (1)  2Cl==Cl2 +2e (2)  在阴极室上:  H2O==H ++OH - (3)  2H+ +2e ==H2 (4)  Na++OH-==NaOH (5)  以上是利用离子交换膜电解食盐水生产碱的原理。
电极反应一般为阴极室的阴极上发生的还原反应, 阳极室中的阳极上发生诸如释放Cl2 的氧化反应。



离子交换膜法生产烧碱的原理是什么?其与隔膜法的主要区别有哪些?_百度...
答:离子交换膜法电解食盐水而制成烧碱(即氢氧化钠),其主要原理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...

电解电容器简介
答:电解电容器是一种储存电荷的电子元件,内部包含电解质材料,具有正负极性,与电池的工作原理相似,使用时需注意极性不能接反。正极由粘有氧化膜的金属基板构成,而负极则通过金属极板与电解质(可以是固体或非固体)相连。电解电容器中的电容器隔膜纸,又称电解电容器纸,其在电容器阳极和阴极间的铝箔...

电解槽有哪几种?分别有什么区别?
答:采用不同的电解液时,电解槽的结构也有所不同。水溶液电解槽分有隔膜和无隔膜两类。一般多用隔膜电解槽。在氯酸盐生产和水银法生产氯气和烧碱时,采用无隔膜电解槽。尽量增大单位体积内的电极表面积,可以提高电解槽的生产强度。因此,现代隔膜电解槽中的电极多为直立式。电解槽因内部部件材质、结构、...

隔膜电解和无隔膜电解真的会相差那么大吗?
答:无隔膜电解食盐水主要生成的是次氯酸钠,而且还含有一定量的有害副产物氯酸钠。氯酸钠的有效氯含量很高,但是几乎没有杀菌效果,这就是次氯酸钠发生器产生的溶液杀菌效果不理想的重要原因。隔膜法电解食盐水是近年来新兴起的技术,用这种方法生产出来的杀菌溶液不仅没有氯酸盐等副产物,而且含有臭氧、双氧水等...

...工业上称为氯碱工业,氯碱工业主要设备是立式隔膜电解槽,_百度...
答:水分子继续电离出H+和OH-,H+又不断得到电子变成H2,结果在阴极区溶液里OH-的浓度相对地增大,使酚酞试液变红。因此,电解饱和食盐水的总反应可以表示为:总反应 2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑+H2↑ 工业上利用这一反应原理,制取烧碱、氯气和氢气。若向两极附近滴入酚酞,在阴极出现红色 ...

电解提银。
答:电解提银是一种通过电解过程从含银溶液中提取银的方法。电解提银的基本原理是利用电解池的作用,在直流电的作用下,使含银溶液中的银离子在阴极上还原成金属银。电解提银通常使用含银的废液或废渣作为原料,经过预处理后,将其溶解在适当的电解液中。然后,通过电解设备,将电解液中的银离子还原成金属...

电在分解化合物时起到什么作用?
答:1807年,英国科学家H.戴维将熔融苛性碱进行电解制取钾、钠,从而为获得高纯度物质开拓了新的领域。1833年,英国物理学家M.法拉第提出了电化学当量定律(即法拉第第一、第二定律)。1886年美国工业化学家C.M.霍尔电解制铝成功。1890年,第一个电解氯化钾制取氯气的工厂在德国投产。1893年,开始使用隔膜电解法,用食盐溶液...

“化学与技术”模块海洋是一座巨大的宝藏,若把海水淡化和化工生产结合...
答:隔膜A是阴离子交换膜,隔膜C是阳离子交换膜,则导致A室显酸性,B室显中性,C室显碱性,所以pH大小顺序为:pH a <pH b <pH c ,故答案为:pH a <pH b <pH c ;③电解氯化钠的反应原理为:2NaCl+2H 2 O 通电 . 2NaOH+H 2 ↑+Cl 2 ↑,故答案为:2NaCl+2H 2 O ...

化工史话30:从苛化法到离子膜电解——NaOH的工业生产
答:尽管早期的电解实验效率低,成本高昂,但随着发电机的广泛应用,电解食盐水才真正走向实用。然而,从食盐水到纯氢氧化钠的转变并非易事。电解过程中生成的次氯酸钠是副产品,要得到纯NaOH,关键在于解决氯气与NaOH反应的问题。这促使了隔膜法的出现,通过隔离阴阳两极,避免氯气的溶解,但早期的隔膜技术挑战...

国内的吸氢机工作原理是什么样的?
答:2、碱性电解槽是最常用、技术最成熟、也最经济的电解槽,并且易于操作,在目前广泛使用,但缺点是其效率最低。 3、碱性电解槽制氢的特点是:氢氧根离子(OH-)在阴、阳极之间的电场力作用下穿过多孔的横隔膜。 4、碱液电解制氢工作原理是传统隔膜碱液电解法。电解槽内的导电介质为氢氧化钾水溶液,两极...