Электролиз ЭлектролизСтраница 17
а также кислорода: (а) (б)
2OH- - 2ē→1/2О2+Н2О (а)
или
2Cl- - 2ē→Cl2 (б)
Нормальный электродный потенциал разряда OH- -ионов составляет +0,41 В, а нормальный электродный потенциал разряда ионов хлора равен +1,36 В. В нейтральном насыщенном растворе хлорида натрия концентрация гидроксильных ионов около 1·10-7 г-экв/л. При 25° С равновесный потенциал разряда гидроксильных ионов будет φар=0,82 В.
Равновесный потенциал разряда ионов хлора при концентрации NaCl в растворе 4,6 г-экв/л равен φар=1,32 В.
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 Cl- с выделением газообразного хлора по реакции (а). Выделение хлора облегчается при увелечении концентрации NaCl в растворе вследствии уменьшения при этом 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
H2O + ē→H + OH-
Атомы водорода после рекомбинации выделяются в виде молекулярного водорода:
2H→H2
Разряд ионов натрия из водных растворов на твердом катоде невозможен вследствии более высокого потенциала их разряда по сравнению с водородом. Поэтому остающиеся в растворе гидроксильные ионы образуют с ионами натрия раствор щелочи. Процесс разложения NaCl можно выразить следующими реакциями:
2Cl- - 2ē→Cl2
Н2О + ē=2Н + ОН-
2H→H2
Просуммировав уравнения получим:
2Н2О + 2Cl-→ Cl2 + H2 + 2ОН-
или
2Н2О + 2NaCl→ Cl2 + H2 + 2NaOH
Тоесть на аноде идет образование хлора, а у катода – водорода и едкого натра. 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
Cl2 + Н2О↔НОCl + НCl
В случае диффузии щелочи (ионов ОН-) к аноду или смешения катодных и анодных продуктов хлорноватистая и соляная кислоты нейтрализуются щелочью с образованием гипохлорита и хлорида натрия:
НОC + NaOH=NaOC + Н2О HCl + NaOH=NaCl + Н2О
Ионы ClO- на аноде легко окисляются в ClO3- . Следовательно, из-за побочных процессов при электролизе будут образовываться гипохлорит, хлорид и хлорат натрия, что снижает выход по току и коэфициент использования энергии. В щелочной среде облегчается выделение кислорода на аноде, что также будет ухудшать показатели электролиза. Чтобы уменьшить протекание побочных реакций, следует создать условия, препятствующие смешению катодных и анодных продуктов. К ним относятся разделение катодного и анодного пространств диафрагмой и фильтрация электролита через диафрагму в направлении, противоположном движению ОН- -ионов к аноду. Такие диафрагмы называются фильтрующими диафрагмами и выполняются из асбеста.
ЯНЧО (Jancso) Миклош (р . 1921), венгерский кинорежиссер. Фильмы: "Бессмертие" (1959), "Без надежды" (1966), "Звезды и солдаты" (1967, совместно с СССР), "Пока народ еще просит" (1972), дилогия "Венгерская рапсодия" и "Allegro barbaro" (1979), "Сердце тирана, или Боккаччо в Венгрии" (1981), "Гороскоп Иисуса Христа" (1989), "Бог пятится назад" и др.
ФРАНЦ I (1768-1835) , австрийский государь с 1792 (с 1804 имел титул императора Австрии), из династии Габсбургов, последний император "Священной Римской империи" (в 1792-1806; под именем Франца II); один из инициаторов коалиций европейских монархий против революционной и наполеоновской Франции. При нем Австрия проиграла в 1792-1809 Франции 4 войны. Его дочь, Мария Луиза, в 1810 выдана замуж за Наполеона I. Франц - один из организаторов Священного союза.
ЮРЬЯНС (Юрьян) (Jurjans) Андрейс (1856-1922) , латышский композитор, фольклорист. Автор первых национальных вокальных, камерно-инструментальных и симфонических произведений. Основоположник латышской научной музыкальной фольклористики. Кантата "Отчизне" (1886), симфоническая картина "Освобождение латышского народа" (1891) и др.