Электролит хлорид натрия

Электролиты – что это такое и почему они так важны?

Электролит хлорид натрия

Вы когда-либо размышляли, открывая свой любимый спортивный напиток: «Что вообще представляют собой эти электролиты?» Мы все знаем, что они важны для гидратации организма, особенно если вы занимаетесь спортом, но почему это так? Разве они не являются всего лишь солями?

С точки зрения того, как функционируют наши тела, электролиты – это далеко не просто соли…

Ваше тело представляет собой сложную и тщательно сбалансированную систему, состоящую из клеток, тканей и жидкостей, сквозь которые почти каждую секунду проходит непостижимое количество электрических импульсов. А возможно это лишь потому, что в этих клетках, тканях и жидкостях поддерживается гомеостатическая среда, необходимая для того, чтобы электрические сигналы беспрепятственно достигали пункта назначения.

Ключевым фактором поддержания высокой проводимости электрических импульсов являются электролиты.

Что такое электролиты?

При растворении в жидкости, соли разделяются на составляющие их ионы, создавая электропроводящий раствор.

Например, поваренная соль (NaCl), растворенная в воде, разделяется на положительно заряженные ионы натрия (Na+) и отрицательно заряженные ионы хлора (Cl-).

Любая жидкость, которая проводит электричество, например, соленая вода, является электролитным раствором, а ионы соли, которые он содержит, называются электролитами.

В организме обнаружено несколько распространенных электролитов, каждый из которых выполняет определенную и важную роль, но большинство из них в некоторой степени отвечают за поддержание баланса жидкостей между внутриклеточной и межклеточной средой. Этот баланс критически важен для таких вещей, как гидратация, проводимость нервных импульсов, функционирование мышц и уровень рН.

Электролитный дисбаланс, неважно большой или маленький, может быть весьма вредным для вашего здоровья. Например, для сокращения мышц нужны кальций, калий и натрий. Дефицит этих минералов может привести к мышечной слабости или сильным судорогам.

Слишком большое количество натрия, с другой стороны, может повысить кровяное давление и значительно увеличить риск развития сердечных заболеваний.

К счастью, уровни электролитов в основном зависят от потребляемой вами пищи и воды, поэтому поддержание их баланса просто сводится к правильному питанию.

Давайте рассмотрим 7 основных электролитов, обнаруженных в организме человека, чтобы лучше понять, что каждый из них делает и почему это важно.

7 основных электролитов и их функции

Семью основными электролитами являются:1. Натрий (Na +)2. Хлор (Cl-)3. Калий (K +)4. Магний (Mg ++)5. Кальций (Ca ++)6. Фосфат (HPO4-)7. Бикарбонат (HCO3-)

Натрий (Na+)

Натрий отвечает за контроль общего количества воды в организме. Он также важен для регулирования объема крови и поддержания функции мышц и нервов.

Натрий является основным положительно заряженным ионом (катионом) в межклеточном пространстве вашего организма и главным образом содержится в крови, плазме и лимфе.

Он необходим для поддержания электролитного баланса между внутриклеточной и межклеточной средой (натрий – в межклеточной жидкости, калий – внутри клеток).

Большая часть натрия поступает в организм в результате потребления поваренной соли. Минимальное количество натрия, необходимое для правильного функционирования организма – 500 мг в день, рекомендуемое количество – 2,3 г.

Но современный человек обычно потребляет в среднем 3,4 г в день, а это уже чревато развитием гипертонии и повышением риска развития сердечных заболеваний.

Состояние, при котором в жидкостях тела наблюдается избыточный уровень натрия, называется гипернатриемией и развивается оно, как правило, в результате недостаточного количества воды в организме (обезвоживание). Это может привести к слабости и летаргии, а в тяжелых случаях к эпилептическим припадкам или коме.

Слишком низкий уровень натрия в организме вызывает состояние, называемое гипонатриемией, которое является наиболее распространенным расстройством электролитного баланса. Часто вызывается тяжелой диареей или рвотой, симптомы могут включать в себя головную боль, спутанность сознания, усталость, галлюцинации и мышечные спазмы.

Хлор (Cl-)

Основной отрицательно заряженный ион (анион), хлор содержится, главным образом, в межклеточной жидкости и тесно взаимодействует с натрием, чтобы поддерживать правильный баланс и давление в различных жидкостных отделах организма (кровь, внутриклеточная и межклеточная жидкость). Он также жизненно важен для поддержания правильного уровня кислотности в организме, пассивно уравновешивая положительные ионы в крови, тканях и органах.

Как и натрий, большую часть хлора вы получаете, потребляя соль.

Избыток хлора в организме (гиперхлоремия) и его дефицит (гипохлоремия) являются редкими состояниями, но могут возникать из-за дисбаланса других электролитов. Симптомы могут включать в себя затруднение дыхания и кислотно-щелочной дисбаланс.

Калий (K+)

В то время как натрий в основном содержится вне клеток, калий является основным катионом внутри клеток и чрезвычайно важен для регулирования сердечного ритма и функционирования мышц. Совместно с натрием участвует в поддержании электролитного баланса и обеспечивает проводимость электрических импульсов между клетками.

Мясо, молоко, фрукты и овощи, как правило, являются хорошими источниками калия, но большинство взрослых людей не потребляют эти продукты в достаточном количестве.

Правильный баланс между калием и натрием очень важен для поддержания нашего здоровья, но зачастую мы избегаем натуральных фруктов и овощей, содержащих много калия, и потребляем обработанные промышленным путем продукты, содержащие много натрия.

Хуже всего то, что дисбаланс между калием и натрием может еще больше увеличить риск развития гипертонии, сердечных заболеваний и даже инсульта.

По большей части избыток калия в организме (гиперкалиемия) является довольно редким состоянием, но может быть смертельным, если быстро его не исправить, так как вызывает аритмию, паралич легких и остановку сердца.

Фактически, гиперкалиемия настолько опасна, что именно в это состояние вводят осужденных на смертную казнь в Соединенных Штатах посредством инъекции раствора хлорида калия. Дефицит калия (гипокалиемия), с другой стороны, встречается гораздо чаще и вызывается потерей воды в результате сильной рвоты или диареи. Легкие случаи могут проявляться незначительными симптомами, такими как мышечная слабость и судороги, но тяжелые случаи могут быть столь же смертельны, как гиперкалиемия, и лечить их следует немедленно.

Магний (Mg++)

Магний является одним из самых недооцененных минералов в нашем питании. Он необходим не только для протекания более чем 300 биохимических реакций в организме, но также играет важную роль в синтезе как ДНК, так и РНК.

Четвертый из наиболее распространенных минералов в организме человека, магний помогает поддерживать нормальное функционирование нервов и мышц, укрепляет иммунную систему, поддерживает стабильный сердечный ритм, стабилизирует уровень сахара в крови и необходим для образования костной ткани.

Орехи, специи, листовая зелень, кофе и чай – все это, как правило, хорошие источники данного минерала.

Избыток магния в организме (гипермагниемия) является относительно редким состоянием, потому что организм очень эффективно справляется с удалением избытка данного минерала, что затрудняет потребление слишком большого его количества с пищей.

Гипермагниемия может возникать в случае почечной недостаточности или злоупотребления пищевыми добавками с магнием, и может привести к тошноте, рвоте, нарушению дыхания или аритмии.

Гипомагниемия (дефицит магния) чаще всего встречается у алкоголиков, потому что почки удаляют из организма до 260% больше магния, чем обычно, после употребления алкоголя, но это состояние также может быть вызвано простым недоеданием. Симптомы включают в себя усталость, судороги, спазмы и онемение мышц.

Кальций (Ca++)

Вероятно, вы уже знаете, что кальций необходим для образования костей и зубов, но вы можете не знать, что он также важен для передачи нервных импульсов, свертывания крови и сокращения мышц.

Это самый распространенный минерал в вашем организме: около 99% всего кальция находится в костях скелета, но также он содержится в крови и других клетках тела (особенно в клетках мышц).

Если в вашей крови недостаточно кальция, организм берет его из ваших костей, чтобы восполнить недостаток; если это происходит постоянно, то в конечном итоге может привести к остеопорозу.Рекомендуемое потребление кальция составляет от 1000 до 1500 мг в день (для поддержания надлежащего уровня минерала в крови и предотвращения ослабления костей).

Гиперкальциемия или избыток кальция в организме является довольно редким состоянием, но может возникать из-за чрезмерного потребления богатых кальцием продуктов, некоторых заболеваний костей или экстремального недостатка физической активности (например, при квадриплегии или параплегии).

Симптомы могут включать в себя проблемы с пищеварением и тошноту в легких случаях. Экстремальные же случаи гиперкальциемии могут привести к дисфункции мозга, коме и даже смерти. Умеренные случаи гипокальциемии (недостаток кальция) могут не вызывать немедленных симптомов, но со временем это состояние может повлиять на мозг, приводя к бреду, потере памяти и депрессии; тяжелые случаи могут приводить к мышечным спазмам, судорогам и аритмии.

Фосфат (HPO4-)

Фосфор является вторым наиболее распространенным минералом после кальция в вашем организме и 85% его содержится в ваших костях в виде фосфата.

Анионы фосфата тесно взаимодействуют с кальцием для укрепления костей и зубов, но также необходимы для производства энергии в клетках, роста и восстановления тканей, и являются основным строительным материалом для клеточных мембран и ДНК.

Большинство людей получают необходимое количество фосфора с пищей, но избыток фосфата (гиперфосфатемия) не является редкостью и обычно указывает на заболевание почек или дефицит кальция.

Избыток фосфата в организме также связан с повышенным риском развития сердечно-сосудистых заболеваний. Гипофосфатемия (дефицит фосфата) распространен меньше и чаще всего встречается у алкоголиков и людей с болезнью Крона или целиакией.

Симптомы гипофосфатемии включают в себя боль в суставах, ослабленные кости, усталость и нарушения дыхания.

Бикарбонат (HCO3-)

Наши тела полагаются на сложную систему буферизации для поддержания надлежащих уровней pH. Легкие регулируют количество углекислого газа в организме, большая часть которого соединяется с водой и превращается в угольную кислоту (H2CO3). Угольная кислота может быть быстро превращена в бикарбонат (HCO3-), который является ключевым компонентом буферизации рН.

Когда кислоты накапливаются в результате метаболических процессов или производства молочной кислоты в ваших мышцах, почки высвобождают бикарбонат (щелочной раствор) в вашу систему, чтобы противодействовать повышенной кислотности.

Когда уровень кислотности становится более низким, почки уменьшают количество бикарбоната для повышения кислотности. В отсутствие этой системы, быстрые изменения баланса рН могли бы вызвать серьезные проблемы в организме, такие как повреждение центральной нервной системы.

Этот бикарбонатный буфер является одной из главных причин, по которым наши тела могут поддерживать гомеостаз и функционировать должным образом.

Баланс электролитов

Итак, вот он – ваш звездный состав электролитов. Как видите, каждый из них играет важную роль в поддержании функционирования вашего тела, но важно отметить, что они действуют должным образом, лишь пребывая в состоянии очень специфического равновесия.

Знать, какую функцию выполняют электролиты в вашем организме, важно потому, что большинство людей не понимают необходимости поддержания электролитного баланса. Нарушение баланса до уровня избытка или недостатка электролитов может иметь катастрофические последствия.

Так, например, увеличение количества случаев гипертонии и сердечно-сосудистых заболеваний во всем мире можно объяснить прогрессирующими проявлениями дисбаланса натрия.

К счастью, теперь, когда вы знаете, что такое электролиты и как они должны быть сбалансированы, у вас есть простое решение – здоровое питание натуральными продуктами. В зимнее время можно подключить качественные мультивитамины с минералами в хелатной форме (лучше усваиваются).

Для тех, кто активно занимается спортом, уже давно придумали изотонические напитки, которые как раз и содержат необходимые нам минералы. Эти же самые напитки рекомендуется пить в туристических поездках в жаркие страны. Купить можно в любой аптеке в готовом виде или в порошке и добавлять в воду. Минеральная вода – тоже отличный вариант!

Это кажется таким легким, но это жизненно важно для поддержания здоровья организма. Позаботьтесь о своем теле, и оно позаботится о вас!

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5b10ea2fa936f4e544b85f05/5be4a0a30a47b500aaaff5f4

Урок №3. Электролиты и неэлектролиты. Электролитическая диссоциация веществ в водных растворах – ХиМуЛя.com

Электролит хлорид натрия

ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ДИССОЦИАЦИИ

Растворы всехвеществ можно разделить на две группы: проводят электрический ток илипроводниками не являются.

С особенностямирастворения веществ можно познакомиться экспериментально, исследуяэлектропроводность растворов этих веществ с помощью прибора, изображённого нарисунке

Пронаблюдайте  за следующим экспериментом «Изучение электрической проводимости веществ».

Для  объяснения  особенностей  водных  растворов  электролитовшведским ученым С. Аррениусом в1887 г. была предложена теорияэлектролитической диссоциации.В дальнейшем она была развитамногими учеными на основе учения о строении атомов и химическойсвязи. Современное содержание  этой  теории  можно свести к следующим трем  положениям:

1. Электролиты при растворении в водеили расплавлении  распадаются(диссоциируют) на ионы – положительно(катионы) и отрицательно(анионы) заряженные  частицы.

Ионы  находятся  в  более  устойчивых электронных  состояниях, чем атомы. Они могут состоять из одного атома- это простые ионы (Na+, Mg2+, Аl3+ и т.д.) -или из нескольких атомов – это сложные ионы (NО3-,SO2-4, РОЗ-4 и т.д.).

2.  Врастворах и расплавах электролитыпроводят электрический ток.

Под действием электрического  тока ионы  приобретают  направленноедвижение: положительно заряженные ионы  движутся  к катоду,отрицатель­но  заряженные – к аноду. Поэтому  первые называются  катионами, вторые  – анионами. Направленное  движение ионов  происходит  в  результате  притяжения  их противоположно заряженными электродами.

ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ РАСПЛАВОВ

ИСПЫТАНИЕ ВЕЩЕСТВ НА ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ

ВЕЩЕСТВА
ЭЛЕКТРОЛИТЫНЕЭЛЕКТРОЛИТЫ
Электролиты – это вещества, водные растворы или расплавы которых проводят электрический токНеэлектролиты – это вещества, водные растворы или расплавы которых  не проводят электрический ток
Вещества с ионной химической связью или ковалентной сильнополярной химической связью – кислоты, соли, основанияВещества с ковалентной неполярной химической связью или ковалентной слабополярной  химической связью
В растворах и расплавах образуются ионыВ растворах и расплавах не образуются ионы

 ПАМЯТКА

ЭЛЕКТРОЛИТЫ И НЕЭЛЕКТРОЛИТЫ

ТЕПЛОВЫЕ ЭФФЕКТЫ ПРИ РАСТВОРЕНИИ ВЕЩЕСТВ В ВОДЕ

3.  Диссоциация  – обратимый процесс:параллельно с распадом молекул на ионы (диссоциация)протекает процесс соединения ионов (ассоциация).

Поэтому в уравнениях электролитической диссоциации вместо знака равенства ставят  знак обратимости. Например, уравнение диссоциации молекулы электролита Кна катион К+ и анион А- в общемвиде записывается так:

КА ↔  K+ + A

Интерактивное объяснение материала по теме

Рассмотрим процесс растворенияэлектролитов в воде

В целом молекула воды не заряжена. Но внутри молекулы Н2О атомы водорода и кислорода располагаютсятак, что положительные и отрицательные заряды находятся в противоположныхконцах молекулы (рис. 1). Поэтомумолекула воды представляет собой диполь.

Рис. 1. Молекула воды полярна и представляет собой диполь

Растворение в водевеществ с ионной химической связью                        

(на примере хлорида натрия – поваренной соли)

Механизм электролитической диссоциации NaCl при растворении поваренной соли в воде (рис. 2) состоит впоследовательном отщеплении ионов натрия и хлора полярными молекулами воды.Вслед за переходом ионов Na+  и Сl–  изкристалла в раствор происходит образование гидратов этих ионов.

Рис. 2. Механизм растворения хлорида натрия в воде: а – ориентация молекул воды на поверхности кристалла NaCl  и отрыв иона Na+;             б – гидратация (окружение молекулами воды) ионов Na+ и  Сl–

Растворение в водевеществ с ковалентной сильнополярной  химической связью  

(на примере соляной кислоты)

При растворении в воде соляной кислоты (в молекулах HCl cвязь между атомами ковалентнаясильнополярная) происходит изменение характера химической связи. Под влияниемполярных молекул воды ковалентная полярная связь превращается в ионную.Образовавшиеся ионы остаются связанными с молекулами воды – гидратированными.Если растворитель неводный, то ионы называют сольватированными (рис.3).

Рис. 3. Диссоциация молекул HCl на ионы в водном растворе

Основные положения:

Электролитическая диссоциация – этопроцесс распада электролита на ионы при растворении его в воде илирасплавлении.

Электролиты – это вещества, которые при растворении в воде или в расплавленномсостоянии распадаются на ионы.

Ионы – это атомы илигруппы атомов, обладающие положительным (катионы) или отрицательным (анионы)зарядом.

 Ионыотличаются от атомов как по строению, так и по свойствам

Пример 1. Сравнимсвойства молекулярного водорода (состоит из двух нейтральных атомов водорода)со свойствами иона.

Атом водородаИон водорода
+1Н0 1s1+1Н+ 1s0

Посмотрите опыт.

Пример 2.  Сравним свойства атомарного и молекулярногохлора со свойствами иона.

Атом хлораИон хлора
 +17Cl0 1s22s22p63s23p5+17Cl- 1s22s22p63s23p6
Атомы хлора имеют незавершённый внешний уровень, поэтому они химически очень активны, принимают электроны и восстанавливаются.Именно поэтому газообразный хлор ядовит, при вдыхании его наступает отравление организма.Ионы хлора имеют завершённый внешний уровень, поэтому они химически неактивны, находятся в устойчивом электронном состоянии.Ионы хлора входят в состав поваренной соли, употребление в пищу которой не вызывает отравления организма.

Запомните!

1.     Ионыотличаются от атомов и молекул по строению и свойствам;

2.     Общий и характерный признак ионов –наличие электрических зарядов;

3.   Растворыи расплавы электролитов проводят электрический ток из-за наличия в них ионов.

Источник: https://www.sites.google.com/site/himulacom/zvonok-na-urok/9-klass---vtoroj-god-obucenia/urok-no3-elektrolity-i-neelektrolity-elektroliticeskaa-dissociacia-vesestv-v-vodnyh-rastvorah

Электролиз раствора хлорида натрия

Электролит хлорид натрия

Электролиз раствора NaCl – наиболее простой и экономичный метод одновременного получения трех важнейших химических продуктов – хлора, водорода и гидроксида натрия с использованием дешевого и доступного природного сырья. Это самое крупномасштабное электрохимическое производство. Суммарная реакция в электролизере может быть выражена уравнением

Хлор применяют в больших масштабах как сырье для производства хлорорганических растворителей и пластмасс, синтетических каучуков, химических волокон, ядохимикатов.

В металлургии хлор применяется для хлорирующего обжига руд, в текстильной и целлюлозно-бумажной промышленности – для очистки и отбеливания целлюлозы, бумажной массы и тканей.

Большие количества хлора идут на очистку и стерилизацию сточных вод и питьевой воды.

Гидроксид натрия используется в производстве многих химических продуктов, прежде всего в промышленном органическом синтезе, в целлюлозно-бумажном производстве, в производстве искусственных волокон, в металлургии (производство алюминия), в нефтехимической промышленности и др.

О значении водорода как топлива будущего и химическом реагенте говорилось раньше.

Электролиз раствора NaCl осуществляется двумя методами, различными по характеру электродных процессов и по аппаратурному оформлению:

1. электролиз с твердым катодом и фильтрующей диафрагмой;

2. электролиз без диафрагмы с жидким ртутным катодом.

Газообразные продукты – хлор и водород при любом способе отличаются высокой чистотой. При электролизе с ртутным катодом и третий продукт – раствор гидроксида натрия имеет высокую концентрацию NaOH и является химически чистым.

Благодаря чистоте получаемых продуктов, простому и компактному аппаратурному оформлению, а также одностадийности процесс электролиза раствора NaCl является единственным в мире способом производства хлора и основным способом получения гидроксида натрия.

Электролиз раствора NaCl с твердым катодом и фильтрующей диафрагмой

При реализации этого процесса на катоде в соответствии с значениями электродных потенциалов протекают следующие процессы:

Материалами для катода служит сталь, на которой водород выделяется с относительно невысоким перенапряжением (0,3 В).

В реальных условиях электролиза (концентрированный раствор NaCl, содержащий NaOH, температура 90°С) фактический потенциал выделения водорода составляет около – 0,845 В.

Снижение потенциала до 0,3 – 0,4 В можно достичь применением пористых графитовых катодов, для упрочнения и гидрофобизации пропитанных политетрафторэтиленом и активированных солями меди или серебра.

Накапливающиеся в катодном пространстве гидроксид-ионы образуют нейтральные молекулы гидроксида натрия

На аноде выделяется хлор:

Материалом анода служит оксидно-рутениевая система (композиция из оксидов рутения и титана, нанесенных на титановую основу), обладающая прочностью и химической инертность по отношению к кислороду являющемуся побочным продуктом, образующемся на аноде:

Кроме того, в объеме электролита анодного пространства в результате гидролиза хлора идут побочные химические реакции:

Образующийся в результате этой последовательной реакции гипохлорит анион претерпевает анодное окисление

Побочные реакции снижают выход по току основных продуктов и повышают расходные коэффициенты по энергии.

Поэтому условия электролиза и концентрация электролитов должны обеспечивать минимальное протекание побочных реакций и достижение максимального выхода по току целевых продуктов.

Для этого электролиз реализуют в электролизерах непрерывного действия с вертикальными фильтрующими диафрагмами при противотоке движения электролита и OH –ионов. Схема электролизера представлена на рис. 1.

Корпус ванны в этой конструкции разделен на катодное и анодное пространства пористой диафрагмой из асбеста, модифицированного полимерными веществами. Диафрагма плотно прилегает к перфорированному стеклянному катоду. В современных электролизерах катоды имеют гребенчатую разветвленную форму с целью развития поверхности. В анодном пространстве расположен оксидно-рутениевый анод.

Очищенный рассол подают в анодное пространство и вследствие гидростатического давления он фильтруется через диафрагму и катод в катодное пространство. Из катодного пространства непрерывно отводят водород и раствор гидроксида натрия, а из анодного – хлор. В образующемся хлор-газе содержится 95 – 96% Cl2.

Хлор-газ охлаждают до 20°С (при этом конденсируется вода) и дополнительно сушат промывкой концентрированной серной кислотой. Катодный продукт – раствор гидроксида натрия содержит 120 – 140 г/л NaOH и 170 – 180 г/л неразложившегося NaCl. Раствор выпаривают, при этом NaCl переходит в твердую фазу, т.к. его растворимость резко снижается с увеличением концентрации NaOH.

После выпарки и плавки щелоков получают безводны гидроксид натрия, содержащий 92 – 95% NaOH и 2 – 4% NaCl.

Благодаря противотоку электролита и ионов OH -, последние практически не попадают в анодное пространство и побочные реакции (5), (7) – (9), за которые они ответственны, предельно минимизированы.

Электролиз раствора хлорида натрия с ртутным катодом

На ртутном катоде электродные реакции (1) и (2) идут с большим перенапряжением – потенциал разряда составляет 1,7 – 1,8 В.

Натрий выделяется на ртутном катоде с большим эффектом деполяризации и потенциал разряда Na + на ртути много ниже стандартного и равен 1,23 В.

Явление деполяризации ртутного катода обеспечивается тем, что разряд ионов натрия происходит с образованием химического соединения – амальгамы натрия

которая непрерывно отводится с поверхности анода, растворяясь в избытке ртути. На перфорированном графитовом (или оксидно-рутениевом) аноде выделяется хлор

Амальгаму натрия, содержащую 0,1 – 0,3% Na выводят из электролизера и разлагают нагретой водой в отдельном реакторе-разлагателе. В разлагателе идет электрохимическая реакция, соответствующая процессу в короткозамкнутом гальваническом элементе NaHg n [NaOH] С в котором амальгама служит катодом

Схема электролизера с ртутным катодом представлена на рисунке 2.

Глубоко очищенный концентрированный раствор NaCl подают в наклонный удлиненный электролизер, по дну которого самотеком, противотоком рассолу, движется ртуть, служащая катодом. Над ртутью расположен горизонтальный оксидно-рутениевый (или перфорированный графитовый) анод, погруженный в рассол.

Анодная жидкость, содержащая непрореагировавший NaCl, выводится из электролизера совместно с хлор-газом, от которого отделяется в сепараторах и продувочных колоннах (на схеме не показаны). Хлор подают на осушку, а обесхлоренный рассол после очистки от ртути и примесей насыщается каменной солью и возвращается в электролизер.

Амальгама натрия из электролизера перетекает в наклонный реактор-разлагатель, где движется противотоком дистиллированной воде, подаваемой в количестве, обеспечивающем получение 45%-ого раствора NaOH. На дне разлагателя размещены гребенчатые графитовые плиты, образующие с амальгамой короткозамкнутый гальванический элемент NaHg n [NaOH] С.

Отводимый гидроксид натрия отделяют в сепараторах от водорода и передают потребителям. Ртуть, вытекающую из разлагателя, ртутным насосом перекачивают в электролизер.

Поскольку на стадии электролиза щелочь не образуется, то в процессе с ртутным катодом исключены побочные реакции (5), (7) – (9) и процесс характеризуется высоким выходом по току и энергии.

Однако, метод электролиза с ртутным катодом требует особо тщательной очистки исходного циркулирующего рассола, так как примеси магния, железа, кальция и других металлов снижают перенапряжение водорода на ртутном катоде, что может привести к нарушению катодного процесса и взрывам.

Электролиз с ртутным катодом дает высококонцентрированные, химически чистые растворы гидроксида натрия, которые необходимы для целого ряда потребителей, прежде всего в производстве искусственных волокон, при синтезе и подготовки ионообменных материалов и др. Но использование ртути вредно для здоровья людей.

Для получения химически чистых растворов NaOH начали применять электролиз раствора NaCl с ионообменной (катионообменной) мембраной, разделяющей катодное и анодное пространства. Этот метод более сложен по аппаратурному оформлению и эксплуатации аппаратуры, но значительно безопаснее, чем ртутный.

Мембранный метод электролиза, так же как и диафрагменный, может считаться малоотходным технологическим процессом.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/3_69014_elektroliz-rastvora-hlorida-natriya.html

Мед-Консультация
Добавить комментарий