Nguyên lí chung của quá trình điện cực 4.. Vật liệu điện cực... Ứng dụng – xút – Clo Xút: Sử dụng trong công nghiệp luyện nhôm, công nghiệp thực phNm, giấy, sợi hóa học, chế biến dầu mỏ
Trang 1CHƯƠNG 6 – SẢN XUẤT NaOH, Cl 2 VÀ H 2
1.Ứng dụng xút Clo
2 Nguyên liệu
3 Nguyên lí chung của quá trình điện cực
4 Vật liệu điện cực
Trang 2SẢN XUẤT XÚT - ClO
1 Ứng dụng – xút – Clo
Xút: Sử dụng trong công nghiệp luyện nhôm, công
nghiệp thực phNm, giấy, sợi hóa học, chế biến dầu mỏ, tổng hợp hữu cơ, xà phòng
Clo: Sử dụng trong công nghiệp tổng hợp hữu cơ,
sản xuất HCl, clorat, xử lý nước, luyện kim
Trang 32 Nguyên liệu
Dung dịch NaCl tự nhiên hoặc hịa tan muối rắn
Phải làm sạch các tạp chất, đặc biệt Ca2+ và Mg2+
3 Nguyên lý chung của quá trình điện cực
-0,84 14
2H O +2e → H + 2OH
-C
-0,24 4
2H + + 2e → H2
C1
0,39 14
4OH - - 4e → O2 + 2H2O
A2
0,99 4
2H2O -4e → O2 + 4H +
A1
1,32 (dd 4,6 mol/L) 4
2Cl - - 2e → Cl2
A
Điện thế cân bằng E cb (V) pH
Phản ứng trên điện cực
Trang 4a Các quá trình anôt
Để hạn chế phản ứng A1: Chọn vật liệu làm anôt có quá thế Clo nhỏ và quá thế oxi lớn
Để hạn chế phản ứng A2: duy trì môi trường anolit pH=3-3,4 và sử dụng màng phân riêng nhằm không cho OH - về phía anolit
1, 1’: Đường cong phân cực
anot trên vật liệu khác nhau khi thốt khí clo
2, 2’: Đường cong phân cực
anot trên vật liệu khác nhau khi thốt khí oxi
Trang 5Các phản ứng phụ:
2H2O – 4e → O2 + 4H+
Cl2 + H2O ⇔ HClO + HCl
Mức độ hòa tan Clo phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ NaCl và pH, áp suất riêng phần khí Clo
OH- + HClO = ClO- + H2O
OH- + HCl = Cl- + H2O
Nếu có OH- từ catôlit:
Do ClO- có thế phóng điện âm hơn so với Cl- nên:
Trang 6b Các quá trình catôt
Với catôt rắn là thép hoặc thép mạ niken thì xảy ra các phản ứng C1 và C2
Với catôt là Hg thì xảy ra phản ứng C3
Vật liệu chế tạo điện cực anot (tự đọc)
Trang 73 Màng, chế độ dòng chảy qua màng và nguyên lý làm
việc
a Màng lọc: Động lực của quá trình là áp suất và gradient điện thế
• 1 Anot
• 2 Caot
• 3 Màng lọc
• 4 Dd anolit
• 5 Dd catolit
Trang 8Nguyên lý làm việc
1 Lưới catot
2 Anot bằng OPTA
3 Màng sợi amian
4 Dd NaCl bão hòa (310-315g/L)
5 Dd NaOH 12% (110-120g/L) & 18% NaCl (170-180g/L)
Trang 9b Màng trao đổi ion (TDI)
1 Catot lưới thép + xúc
tác
2 Anot OPTA
3 Màng trao đổi cation
4 dd NaCl bão hòa
5 Dd nước muối nghèo
6 Dd NaOH
7 Nước vô khoáng
8 Thoát khí Cl2