Главная > Электрохимический словарь
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

НАПРЯЖЕНИЕ РАЗЛОЖЕНИЯ

НАТРИЙ, ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЯ

Натрий можно выделить электролизом водных растворов на ртутном катоде. Поскольку стандартный электродный потенциал натрия составляет —2,71 В, на катоде гораздо легче протекает разряд воды с образованием водорода даже при условии высокого водородного перенапряжения (см.), имеющего место на ртутном катоде. Однако то обстоятельство, что натрий образует интерметаллические соединения со ртутью, которые растворимы в ртути и диффундируют в объем ртутного электрода, настолько уменьшает активность натрия у поверхности катода и его способность к обратной ионизации, что процесс разряда иона натрия становится преобладающим. Этот метод получения натрия не применяется в промышленности вследствие высокой стоимости извлечения натрия из амальгамы, и поэтому вернулись к использованию расплавов в качестве электролитов.

Металлический натрий плавится при 370,5 К и кипит при 1153 К. Поэтому желательно иметь низкие рабочие температуры. Гидроокись натрия плавится при 591 К, тогда как хлорид натрия — при 1073 К. В ранее применявшемся процессе, который сейчас используется весьма редко, работали с гидроокисью натрия при температуре несколько выше ее температуры плавления. Первичные электродные реакции следующие:

Образующаяся вода подвергается электролизу и на катоде выделяется водород; выход по току для процесса образования натрия не превышает 0,5. Он становится еще меньше вследствие окисления разрядившегося натрия, который хорошо растворим в расплавленной массе. В настоящее время в качестве электролита предпочитают хлорид натрия.

Одна из трудностей, с которой сталкиваются при работе с расплавами электролитов, — это растворимость металла в электролите и образование металлических «облачков», состоящих из коллоидной дисперсии металла и одного из его соединений. В итоге с повышением температуры возрастают потери и при 1073 К выход натрия становится чрезвычайно низким. Температуру расплава поэтому понижают, используя смесь хлоридов натрия и кальция (или карбэната натрия), плавящуюся приблизительно при 873 К. Стандартный электродный потенциал кальция несколько более отрицателен, чем натрия. На катоде выделяется лишь около 1 % кальция, большая его часть отделяется при переходе натрия в твердое состояние.

Электролиз проводят в стальной емкости, футерованной огнеупорным кирпичом. В центре сосуда расположен графитовый анод, где выделяется газообразный хлор, который затем отводится Анод помещен в кольцеобразный железный катод, где и образуется металлический натрий (в расплавленном состоянии), который затем поднимается в коллектор и транспортируется в охлаждающую емкость. Напряжение разложения хлорида натрия составляет около 3,3 В, но на практике берут вдвое большую величину, а температуру поднимают до 873 К. Выход по току равен примерно 80%, и, следовательно, потребление энергии при электролизе хлорида натрия не больше, чем при электролизе гидроокиси натрия.

См. также [21, 23].

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru