อิเล็กโทรไลซิสของการหลอมและสารละลายของสาร อิเล็กโทรไลซิสของการหลอมและสารละลายของสาร อิเล็กโทรไลซิสของน้ำร้อน
เลือกตัวเลือกที่ถูกต้อง
91. จากส่วนผสมของแคตไอออน: Ag + , Cu 2+ , Fe 2+ , Zn 2+ แคตไอออนต่อไปนี้จะลดลงก่อน:
92. ในการเคลือบโลหะด้วยนิกเกิล กระแสไฟฟ้าจะดำเนินการโดยใช้:
93. ในระหว่างอิเล็กโทรลิซิสของสารละลายโซเดียมคลอไรด์ สภาพแวดล้อมของสารละลายที่แคโทดจะเป็น:
เป็นกลาง
อัลคาไลน์
94. แคลเซียมสามารถหาได้จากแคลเซียมคลอไรด์โดย:
1) กระแสไฟฟ้าของสารละลาย
2) อิเล็กโทรไลซิสของการหลอม
3) การลดลงของไฮโดรเจน
4) การสลายตัวด้วยความร้อน
95. ในระหว่างกระแสไฟฟ้าของสารละลายคอปเปอร์คลอไรด์ (ขั้วบวกทองแดง) สิ่งต่อไปนี้จะออกซิไดซ์ที่ขั้วบวก:
2) ออกซิเจน
3) ไฮโดรเจน
96. ในระหว่างอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายโซเดียมคาร์บอเนตด้วยอิเล็กโทรดกราไฟท์ที่ขั้วบวก จะเกิดสิ่งต่อไปนี้:
1) การปล่อย CO 2
2) การปล่อยออกซิเจน
3) วิวัฒนาการของไฮโดรเจน
4) การตกตะกอนของโซเดียม
ส่วนบี
มอบโซลูชั่นที่สมบูรณ์ให้กับงาน
1. สร้างสูตรอิเล็กทรอนิกส์สำหรับอะตอมของเหล็ก โดยแสดงวาเลนซ์อิเล็กตรอนในสภาวะปกติและสภาวะตื่นเต้นแบบกราฟิก อะตอมของเหล็กสามารถแสดงสถานะออกซิเดชันแบบใดได้บ้าง ยกตัวอย่างเหล็กออกไซด์และไฮดรอกไซด์ในสถานะออกซิเดชันที่สอดคล้องกันโดยระบุลักษณะของพวกมัน
กิโลจูล/โมล ปปปป (-285.84)
ความร้อนของการก่อตัวของแอมโมเนีย (เอ็น 0 ครับ(เอ็น.เอช. 3 )) เท่ากับ:
92.15 กิโลจูล/โมล;
92.15 กิโลจูล/โมล;
46.76 กิโลจูล/โมล;
46.76 กิโลจูล/โมล
4. สามารถทำปฏิกิริยารีดักชันของคอปเปอร์ (II) ออกไซด์กับอะลูมิเนียมได้
ช 0 อ๊าก- 3CuO + 2Al = อัล 2 โอ 3 + 3คิว
กิโลจูล/โมล -129.8 -1582
พลังงานกิ๊บส์ฟรี (ชxr) เท่ากับ:
5. เมื่อกรดออร์โธฟอสฟอริก 1 โมลทำปฏิกิริยากับโซเดียมไฮดรอกไซด์ 1 โมล จะเกิดสิ่งต่อไปนี้:
1) โซเดียมออร์โธฟอสเฟต 3) โซเดียมไดไฮโดรเจนออร์โธฟอสเฟต
2) โซเดียมไฮโดรเจนฟอสเฟต 4) โซเดียมฟอสเฟต
เขียนสมการปฏิกิริยาโมเลกุลไอออนิก ผลรวมของสัมประสิทธิ์ทั้งหมดโดยย่อ สมการไอออนิกเท่ากัน...
6. เมทิลส้มเปลี่ยนเป็นสีเหลืองเมื่อเกลือแต่ละชนิดละลายในน้ำ:
1) K 2 S และ K 3 PO 4 3) LiCl และ FeSO 4
2) KNO 3 และ K 3 PO 4 4) CH 3 ปรุงอาหารและ K 2 SO 4
เขียนสมการโมเลกุลไอออนิกสำหรับปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส
7. เมื่อสารละลายในน้ำของอะลูมิเนียมซัลเฟตและเกลือโซเดียมคาร์บอเนตเกิดปฏิกิริยากัน ผลรวมของสัมประสิทธิ์ในสมการไอออนิกแบบสั้นจะเท่ากับ:
1) 10 2) 12 3) 13 4) 9
สภาพแวดล้อมที่เป็นกรดเกิดขึ้นเมื่อเกลือแต่ละชนิดละลายในน้ำ:
1) BaCl 2 และ AlCl 3 3) CuCl 2 และ LiCl
2) K 2 S และ K 3 PO 4 4) NH 4 NO 3 และ Zn(NO 3) 2
เขียนสมการไฮโดรไลซิสระดับโมเลกุลและหาค่าคงที่ไฮโดรไลซิสโดยใช้ขั้นตอนแรก
ในสมการปฏิกิริยา แผนภาพคือ:
เฟSO 4 + KMnO 4 + H 2 SO 4 เฟ 2 (SO 4) 3 + MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O
ผลรวมของสัมประสิทธิ์หน้าสูตรของสารตั้งต้นเท่ากับ:
ให้แนวทางแก้ไขปัญหาที่สมบูรณ์ (ใช้วิธีอิออนอิเล็กทรอนิกส์)
สร้างลำดับการดำเนินการที่ถูกต้องเมื่อกำหนดประเภทของ CA ไฮบริดไดเซชัน
ในอนุภาค:
จับคู่:
การผสมพันธุ์ประเภท C.A. อนุภาค
1) sp 2 ก) H 2 O
2) เอสพี 3 ข) วีเอ็น 3
3) เอสพี 3 ดี ค) เอสซีแอล 6
4) sp 3 d 2 g) CO
ใช้อัลกอริธึมพิจารณาอนุภาคเหล่านั้นซึ่ง C.A. ในการผสมพันธุ์ sp 3 และ sp 3 dใน. ชอี 3 .:Ag | แอคโน 3 ) 2 - - เฟ(หมายเลข
- เฟ
คำนวณแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่หมายเลข
มอบโซลูชั่นที่สมบูรณ์ให้กับงาน
4. 3. ใบเสร็จรับเงิน แคลเซียมได้มาจากอิเล็กโทรไลซิสของคลอไรด์หลอมเหลวคุณสมบัติทางกายภาพ - แคลเซียมเป็นโลหะสีเงินสีขาว
, เบามาก (ρ = 1.55 ก./ซม. 3) เหมือนโลหะอัลคาไล แต่มีความแข็งกว่าโลหะดังกล่าวอย่างหาที่เปรียบไม่ได้ และมีจุดหลอมเหลวสูงกว่ามาก เท่ากับ 851 0 C
5. คุณสมบัติทางเคมี เช่นเดียวกับโลหะอัลคาไล แคลเซียมเป็นตัวรีดิวซ์ที่รุนแรง ซึ่งสามารถแสดงแผนผังได้ดังนี้:
สารประกอบแคลเซียมจะทำให้เปลวไฟมีสีแดงอิฐ เช่นเดียวกับโลหะอัลคาไล โลหะแคลเซียมมักถูกเก็บไว้ใต้ชั้นน้ำมันก๊าด
แคลเซียมที่ได้จากอุตสาหกรรม
แคลเซียมออกไซด์ผลิตขึ้นทางอุตสาหกรรมโดยการเผาหินปูน:
CaCO 3 → CaO + CO 2 แคลเซียมออกไซด์เป็นสารสีขาวทนไฟ (ละลายที่อุณหภูมิ 2570 0 C) มีคุณสมบัติทางเคมีอยู่ในออกไซด์พื้นฐานโลหะที่ใช้งานอยู่
(I, ตาราง II, หน้า 88) .
ปฏิกิริยาของแคลเซียมออกไซด์กับน้ำจะปล่อยความร้อนจำนวนมากออกมา:
CaO + H 2 O ∙ Ca (OH) 2 + Q
แคลเซียมออกไซด์เป็นส่วนประกอบหลักของปูนขาว และแคลเซียมไฮดรอกไซด์เป็นส่วนประกอบหลักของปูนขาว
ปฏิกิริยาของแคลเซียมออกไซด์กับน้ำเรียกว่าการขูดปูนขาว
แคลเซียมออกไซด์ส่วนใหญ่จะใช้ในการผลิตปูนขาว
แคลเซียมไฮดรอกไซด์ Ca(OH) 2 มีความสำคัญอย่างยิ่งในทางปฏิบัติ ใช้ในรูปของปูนขาว นมมะนาว และน้ำมะนาว ปูนขาวมักเป็นแป้งฝุ่นเนื้อละเอียด(ส่วนประกอบของแคลเซียมไฮดรอกไซด์) ละลายได้ในน้ำเล็กน้อย (1.56 กรัมละลายในน้ำ 1 ลิตรที่อุณหภูมิ 20 0 C) ในการก่อสร้างมีการใช้ปูนขาวผสมกับซีเมนต์ น้ำ และทรายคล้ายแป้ง ส่วนผสมจะค่อยๆแข็งตัว:
Ca (OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 ↓ + H 2 O
นมมะนาวเป็นสารแขวนลอย (สารแขวนลอย) คล้ายกับนม มันเกิดขึ้นเมื่อผสมปูนขาวส่วนเกินกับน้ำ นมมะนาวใช้ในการผลิตสารฟอกขาว ในการผลิตน้ำตาล เพื่อเตรียมส่วนผสมที่จำเป็นในการต่อสู้กับโรคพืช และสำหรับล้างลำต้นของต้นไม้
น้ำมะนาวเป็นสารละลายแคลเซียมไฮดรอกไซด์ที่ชัดเจนที่ได้จากการกรองนมมะนาว ใช้ในห้องปฏิบัติการเพื่อตรวจจับก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ (IV):
Ca(OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 ↓ + H 2 O
เมื่อคาร์บอนมอนอกไซด์ (IV) ผ่านเป็นเวลานานสารละลายจะโปร่งใส:
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O → Ca(HCO 3) 2
หากได้รับความร้อนจากสารละลายแคลเซียมไบคาร์บอเนตที่ชัดเจน จะเกิดความขุ่นอีกครั้ง:
กระบวนการที่คล้ายกันก็เกิดขึ้นในธรรมชาติเช่นกัน ถ้าน้ำมีคาร์บอนมอนอกไซด์ที่ละลายน้ำ (IV) และออกฤทธิ์กับหินปูน แคลเซียมคาร์บอเนตบางส่วนจะถูกแปลงเป็นแคลเซียมไบคาร์บอเนตที่ละลายน้ำได้ ที่พื้นผิว สารละลายจะอุ่นขึ้นและแคลเซียมคาร์บอเนตจะตกตะกอนออกมาอีกครั้ง
* Bleach มีความสำคัญอย่างยิ่งในทางปฏิบัติ ได้มาจากการทำปฏิกิริยาปูนขาวกับคลอรีน:
2 Ca(OH) 2 + 2 Cl 2 → Ca(ClO) 2 + CaCl 2 + 2H 2 O
ส่วนประกอบออกฤทธิ์ของสารฟอกขาวคือแคลเซียมไฮโปคลอไรต์ ไฮโปคลอไรต์ผ่านการไฮโดรไลซิส สิ่งนี้จะปล่อยกรดไฮโปคลอรัสออกมา กรดไฮโปคลอรัสสามารถถูกแทนที่จากเกลือได้ กรดคาร์บอนิก:
Ca(ClO) 2 + CO 2 + H 2 O → CaCO 3 ↓+ 2 HClO
2 HClO → 2 HCl + O 2
คุณสมบัติของสารฟอกขาวนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการฟอกสี การฆ่าเชื้อ และการกำจัดก๊าซ
8. ปูนปลาสเตอร์. ยิปซั่มประเภทต่อไปนี้มีความโดดเด่น: ธรรมชาติ - CaSO 4 ∙ 2H 2 O, เผา - (CaSO 4) 2 ∙ H 2 O, ไม่มีน้ำ - CaSO 4
ยิปซั่มเผา (กึ่งไฮโดรส) หรือเศวตศิลา (CaSO 4) 2 ∙ H 2 O ได้มาจากการให้ความร้อนยิปซั่มธรรมชาติถึง 150–180 0 C:
2 → (CaSO 4) 2 ∙ H 2 O + 3H 2 O
หากคุณผสมผงเศวตศิลากับน้ำจะเกิดมวลพลาสติกกึ่งของเหลวซึ่งจะแข็งตัวอย่างรวดเร็ว กระบวนการชุบแข็งอธิบายได้โดยการเติมน้ำ:
(CaSO 4) 2 ∙ H 2 O + 3H 2 O → 2
ในทางปฏิบัติคุณสมบัติของยิปซั่มที่ถูกเผาเพื่อทำให้แข็งตัวนั้นถูกนำมาใช้ ตัวอย่างเช่น เศวตศิลาผสมกับปูนขาว ทราย และน้ำใช้เป็นปูนปลาสเตอร์ เศวตศิลาบริสุทธิ์ใช้ในการผลิตงานศิลปะ และในทางการแพทย์ก็ใช้เฝือกปูนปลาสเตอร์
ถ้ายิปซั่มธรรมชาติ CaSO 4 ∙ 2H 2 O ถูกให้ความร้อนที่มากกว่านั้น อุณหภูมิสูงแล้วน้ำทั้งหมดก็ถูกปล่อยออกมา:
CaSO 4 ∙ 2H 2 O → CaSO 4 + 2H 2 O
ผลที่ได้คือยิปซั่ม CaSO 4 ที่ปราศจากน้ำไม่สามารถเติมน้ำได้อีกต่อไปจึงถูกเรียกว่ายิปซั่มที่ตายแล้ว
ความกระด้างของน้ำและวิธีกำจัดมัน
ทุกคนรู้ดีว่าสบู่เกิดฟองได้ดีในน้ำฝน (น้ำอ่อน) แต่ในน้ำแร่มักจะเกิดฟองได้ไม่ดี (น้ำกระด้าง) การวิเคราะห์น้ำกระด้างแสดงให้เห็นว่ามีเกลือแคลเซียมและแมกนีเซียมที่ละลายน้ำได้จำนวนมาก เกลือเหล่านี้ก่อให้เกิดสารประกอบที่ไม่ละลายน้ำกับสบู่ น้ำดังกล่าวไม่เหมาะสำหรับการระบายความร้อนของเครื่องยนต์สันดาปภายในและการจ่ายไฟให้กับหม้อไอน้ำ เนื่องจากเมื่อน้ำกระด้างได้รับความร้อน จะเกิดตะกรันบนผนังของระบบทำความเย็น สเกลนำความร้อนได้ไม่ดี ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะเกิดความร้อนสูงเกินไปของมอเตอร์และหม้อต้มไอน้ำนอกจากนี้การสึกหรอยังเร่งอีกด้วย
มีความแข็งประเภทใดบ้าง?
คาร์บอเนตหรือความแข็งชั่วคราวเกิดจากการมีแคลเซียมและแมกนีเซียมไบคาร์บอเนตอยู่ สามารถกำจัดได้ด้วยวิธีต่อไปนี้:
1) การเดือด:
Ca(HCO 3) 2 → CaCO 3 ↓ + H 2 O + CO 2
Mg(HCO 3) 2 → MgCO 3 ↓ + H 2 O + CO 2
2) การออกฤทธิ์ของนมมะนาวหรือโซดา:
Ca(OH) 2 + Ca(HCO 3) 2 → 2CaCO 3 ↓ + 2H 2 O
Ca(HCO 3) 2 + Na 2 CO 3 → CaCO 3 ↓ + 2NaHCO 3
Ca 2+ + 2 HCO 3 - + 2 Na + + CO 3 2- → CaCO 3 ↓ + 2 Na + + 2HCO 3 -
Ca 2+ + CO 3 2- → CaCO 3 ↓
ความแข็งแบบไม่คาร์บอเนตหรือถาวรเกิดจากการมีซัลเฟตและคลอไรด์ของแคลเซียมและแมกนีเซียม
มันถูกกำจัดออกโดยการกระทำของโซดา:
CaSO 4 + Na 2 CO 3 → CaCO 3 ↓ + นา 2 SO 4
MgSO 4 + Na 2 CO 3 → MgCO 3 ↓ + Na 2 SO 4
มก. 2+ + SO 4 2- + 2Na + + CO 3 2- → MgCO 3 ↓ + 2Na + + SO 4 2-
มก. 2+ + CO 3 2- → MgCO 3 ↓
ความกระด้างของคาร์บอเนตและไม่ใช่คาร์บอเนตจะรวมกันเท่ากับความกระด้างของน้ำทั้งหมด
IV. การรวมความรู้ (5 นาที)
1. ขึ้นอยู่กับ ตารางธาตุและทฤษฎีโครงสร้างอะตอม อธิบายว่าแมกนีเซียมและแคลเซียมมีคุณสมบัติทั่วไปอย่างไร เขียนสมการสำหรับปฏิกิริยาที่สอดคล้องกัน
2. แร่ธาตุอะไรบ้างที่มีแคลเซียม และใช้อย่างไร?
3. อธิบายวิธีแยกแร่ธาตุธรรมชาติออกจากกัน
วี. การบ้าน(3 นาที)
ตอบคำถามและทำแบบฝึกหัด 1–15, § 48,49, แก้แบบฝึกหัด 1–4, หน้า 132–133
นี่คือลักษณะแผนการสอนที่โรงเรียนในหัวข้อ "แคลเซียมและสารประกอบของมัน"
จากที่กล่าวมาข้างต้นจำเป็นต้องกรอก หลักสูตรของโรงเรียนเคมีที่มีเนื้อหาเกี่ยวกับสิ่งแวดล้อม ผลลัพธ์ของงานที่ทำเสร็จแล้วจะนำเสนอในบทที่สาม
ครั้งเดียว) – 0.01% 4 สารบัญ บทนำ............................................ .... ........................................... .......... ....................4 บทที่ 1 ความเชื่อมโยงแบบสหวิทยาการในรายวิชาเคมีของโรงเรียนโดยใช้ตัวอย่างคาร์บอน และสารประกอบของมัน............ ................................... ...................... .........5 1.1 การใช้การเชื่อมโยงสหวิทยาการเพื่อพัฒนานักศึกษา...
กิจกรรม. ค้นหาวิธีการและรูปแบบการสอนที่เอื้อต่อการศึกษา บุคลิกภาพที่สร้างสรรค์นำไปสู่การเกิดขึ้นของวิธีการสอนเฉพาะบางอย่างซึ่งหนึ่งในนั้นคือวิธีการเล่นเกม การนำวิธีการสอนเกมไปใช้ในการศึกษาวิชาเคมีตามคุณสมบัติการสอนและจิตวิทยาการสอนจะเพิ่มระดับการฝึกอบรมของนักเรียน คำว่า "เกม" ในภาษารัสเซีย...
และข้อกำหนดด้านสุขอนามัย) การปฏิบัติตามกิจกรรมการศึกษาและการออกกำลังกายกับความสามารถด้านอายุของเด็ก โหมดมอเตอร์ที่จำเป็นเพียงพอและเป็นระเบียบ ภายใต้การรักษ์สุขภาพ เทคโนโลยีการศึกษา(เปตรอฟ) เข้าใจระบบที่สร้างเงื่อนไขที่เป็นไปได้สูงสุดสำหรับการอนุรักษ์ เสริมสร้างและพัฒนาจิตวิญญาณ อารมณ์ สติปัญญา ...
การแนะนำ
บทที่ 1 การทบทวนวรรณกรรม
1.1. วิธีการรับและรีไซเคิลแคลเซียมคลอไรด์ 7
1.1.1 วิธีการทางเคมี 7
1.1.2. วิธีเคมีไฟฟ้า 10
1.2. การเตรียมแคลเซียมแซ็กคาเรตและใช้เป็นสารยับยั้งการกัดกร่อน 12
1.3 การสังเคราะห์เคมีไฟฟ้าของก๊าซคลอรีน 13
1.4. การสังเคราะห์คาร์บอนไดออกไซด์ 16
1.5. รูปแบบของกระบวนการเคมีไฟฟ้าในน้ำธรรมชาติที่มีแคลเซียมไอออน 17
1.5 ลิตร กระแสไฟฟ้าของน้ำร้อน 17
1.5.2. 20. การอิเล็กโทรลิซิสของน้ำทะเล
1.6. บทสรุปจากการทบทวนวรรณกรรม 23
บทที่สอง ขั้นตอนการทดลอง 24
2.1. การวัดโพลาไรซ์ 24
2.2- การสังเคราะห์เคมีไฟฟ้า 25
2.3. วิธีการวิเคราะห์และระบุผลิตภัณฑ์ 26
2.4. การประมวลผลทางคณิตศาสตร์ของผลลัพธ์ที่ได้รับ 33
บทที่ 3 ข้อมูลการทดลองและการอภิปราย
3.1. รูปแบบของปฏิกิริยาอิเล็กโทรดในสารละลายแคลเซียมคลอไรด์บนวัสดุอิเล็กโทรดต่างๆ 39
3.1.1. กระบวนการขั้วบวก - จลนพลศาสตร์และกลไกการก่อตัวของก๊าซคลอรีนระหว่างอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายแคลเซียมคลอไรด์ 39
3.1.2. กระบวนการแคโทด - จลนพลศาสตร์ของการก่อตัวของก๊าซไฮโดรเจนระหว่างอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายแคลเซียมคลอไรด์ 45
3.1.3. ด้านการเตรียมการของอิเล็กโทรไลซิส สารละลายที่เป็นน้ำแคลเซียมคลอไรด์ 48
3.2. ลักษณะเฉพาะของการเกิดปฏิกิริยาอิเล็กโทรดในสารละลายที่เป็นน้ำ (CAC12+SUGAROSE) บนวัสดุอิเล็กโทรดต่างๆ 50
3.2.1. กระบวนการแคโทด 50
3.2.2. ลักษณะการเตรียมการผลิตเคมีไฟฟ้าของแคลเซียมซูโครส 58
3.2.3. รูปแบบของปฏิกิริยาอิเล็กโทรดในระบบ: (CaC12 + ซูโครส + Ca(OH)2) 61
3.2.3.1 กระบวนการขั้วบวก 61
3.2.3.2 กระบวนการแคโทด 62
3.3. รูปแบบของปฏิกิริยาอิเล็กโทรดในระบบ [CaCl2+NIII3+Ca(III3)2] 65
3.3.1. กระบวนการขั้วบวก 65
3.3.2. กระบวนการแคโทด 68
3.3.3. ลักษณะการเตรียมการของการสังเคราะห์เคมีไฟฟ้าของแคลเซียมไนเตรต 74
3.3.4. ลักษณะการเตรียมการผลิตเคมีไฟฟ้าของคาร์บอนไดออกไซด์ 75
3.4 การผลิตเคมีไฟฟ้าของแคลเซียมอะซิเตต 78
3.4.1. คุณสมบัติของกระบวนการแคโทดิกในการสังเคราะห์ด้วยไฟฟ้าของแคลเซียมอะซิเตตบนวัสดุอิเล็กโทรดต่างๆ 79
3.4.2. ลักษณะการเตรียมการสังเคราะห์ด้วยไฟฟ้าของแคลเซียมอะซิเตต 87
วรรณกรรม
ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับงาน
ความเกี่ยวข้องของหัวข้อ น้ำธรรมชาติเกือบทั้งหมดมีสารประกอบแคลเซียมที่มีความเข้มข้นต่างกัน แคลเซียมคลอไรด์จำนวนมากก่อตัวเป็นของเสียระหว่างการผลิตโซดา การไฮโดรไลซิสที่ประกอบด้วยคลอรีน สารประกอบอินทรีย์และในกระบวนการผลิตอื่นๆ
รู้จักสารเคมีและ วิธีเคมีไฟฟ้าการประมวลผลแคลเซียมคลอไรด์มีข้อเสียที่สำคัญ: การสลายตัวของคลอไรด์
แคลเซียมที่อุณหภูมิ 950-1,000 C ต้องใช้วัสดุก่อสร้างพิเศษและต้นทุนพลังงานสูงในระหว่างการอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายแคลเซียมคลอไรด์จะมีการตกตะกอนที่ไม่ละลายน้ำบนแคโทด (ทีซีเอ(OH)2* iCaCI2) และเมื่อเวลาผ่านไป กระแสไฟฟ้าผ่านระบบหยุด
การแปรรูปแคลเซียมคลอไรด์ให้เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีคุณค่ามากขึ้น โดยใช้เป็นวัตถุดิบชนิดใหม่สำหรับการผลิตกรดไฮโดรคลอริก คลอรีน กรดคลอโรซัลโฟนิก และอะลูมิเนียมคลอไรด์ในการผลิตสารอินทรีย์และยา ถือเป็นปัญหาเร่งด่วน
สิ่งที่มีแนวโน้มดีเป็นพิเศษสำหรับวัตถุประสงค์เหล่านี้คือวิธีการทางเคมีไฟฟ้าที่ช่วยให้สามารถสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์เคมีได้โดยไม่ต้องใช้รีเอเจนต์ โดยใช้กระบวนการอิเล็กโทรออกซิเดชันและรีดักทีฟด้วยไฟฟ้า
ทางเลือกของวัตถุการวิจัยในงานวิทยานิพนธ์นั้นถูกกำหนดโดยมูลค่าของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายและในทางกลับกันโดยความเป็นไปได้ที่จะใช้แคลเซียมคลอไรด์เป็นวัตถุดิบขยะอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ การประมวลผลซึ่งมีส่วนช่วยในการป้องกัน สิ่งแวดล้อมจากการปล่อยมลพิษทางอุตสาหกรรมที่เป็นอันตราย
วัตถุประสงค์และวัตถุประสงค์ของการศึกษา วัตถุประสงค์ของงานคือเพื่อศึกษากฎหมาย
มิติของปฏิกิริยาอิเล็กโทรดและการผลิตแคลเซียม
สารประกอบของเหลวจากสารละลายแคลเซียมคลอไรด์ที่เป็นน้ำ
การบรรลุเป้าหมายนี้จำเป็นต้องแก้ไขงานต่อไปนี้:
ศึกษาปฏิกิริยาขั้วบวกของการปลดปล่อยคลอรีนจากสารละลายแคลเซียมคลอไรด์ในน้ำบนวัสดุอิเล็กโทรดต่างๆ
สร้างจลนพลศาสตร์และกลไกของปฏิกิริยาอิเล็กโทรดในสารละลายน้ำของแคลเซียมคลอไรด์, แคลเซียมไนเตรต, แคลเซียมอะซิเตตและส่วนผสมของแคลเซียมคลอไรด์กับซูโครส
กำหนดพารามิเตอร์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการสังเคราะห์แคลเซียมด้วยไฟฟ้าเคมี
เอฟสารประกอบที่ประกอบด้วย ci: ความหนาแน่นกระแส, ความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์,
ผลผลิตปัจจุบันของผลิตภัณฑ์เป้าหมาย
วัตถุประสงค์ของการศึกษาคือกระบวนการไฟฟ้าเคมีโปรเต
ทะลุวัสดุอิเล็กโทรดต่างๆ ในสารละลายคลอไรด์ในน้ำ
แคลเซียมพร้อมสารเติมแต่งต่างๆ การเลือกวัตถุวิจัยถูกกำหนดด้วย
ในด้านหนึ่งคือการขาดความรู้และความซับซ้อนของกระบวนการอิเล็กโทรดในการแข่งขัน
ระบบที่อยู่ระหว่างการตรวจสอบ และในทางกลับกัน ความเป็นไปได้ของการใช้ของเสีย
ช
การผลิตแคลเซียมคลอไรด์ในปริมาณมากเพื่อให้ได้คุณค่า
สินค้า.
ความแปลกใหม่ทางวิทยาศาสตร์:
พื้นฐานทางวิทยาศาสตร์สำหรับเทคโนโลยีและโซลูชั่นเทคโนโลยีขั้นสูงสำหรับอิเล็กโทรลิซิสของสารละลายน้ำที่มีแคลเซียมไอออนได้ถูกสร้างขึ้น
รูปแบบของการเกิดปฏิกิริยาขั้วบวกและขั้วลบตาม
การแผ่รังสีของสารประกอบที่มีแคลเซียมบนวัสดุอิเล็กโทรดต่างๆ
ความสำคัญในทางปฏิบัติทำงาน:
เป็นครั้งแรกที่ใช้แคลเซียมคลอไรด์เป็นวัตถุดิบอันทรงคุณค่าขนาดนี้ สารประกอบเคมีเช่นแคลเซียมอะซิเตต, แคลเซียมซูโครส, แคลเซียมไนเตรต, คาร์บอนไดออกไซด์, คลอรีนและก๊าซไฮโดรเจน
การอนุมัติงาน. ผลลัพธ์หลักได้รับการรายงานและหารือในการประชุม XIV เรื่องไฟฟ้าเคมีของสารประกอบอินทรีย์ "ข่าวไฟฟ้าเคมีของสารประกอบอินทรีย์" (Novocherkassk, 1998) ในการประชุมทางวิทยาศาสตร์และการปฏิบัติ All-Russian "เคมีในเทคโนโลยีและการแพทย์" (Makhachkala , 2002) ในการประชุมทางวิทยาศาสตร์ระหว่างประเทศที่อุทิศให้กับการครบรอบ 70 ปีของเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก มหาวิทยาลัยของรัฐเทคโนโลยีอุณหภูมิต่ำและอาหาร (เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก, 2544), การประชุมนานาชาติ " ประเด็นร่วมสมัย เคมีอินทรีย์นิเวศวิทยาและเทคโนโลยีชีวภาพ" (Luga, 2001) ในการประชุม All-Russian ครั้งสุดท้าย "การจัดการนิเวศวิทยาและสิ่งแวดล้อม" (เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก, 2544 และ 2545)
ขอบเขตและโครงสร้างของวิทยานิพนธ์วิทยานิพนธ์ประกอบด้วยบทนำ 3 บท บทสรุป และรายการอ้างอิง 111 ชื่อเรื่อง งานนี้นำเสนอด้วยข้อความพิมพ์ดีด 100 หน้า รวมตัวเลข 36 ตัว และตาราง 6 ตาราง
งานนี้ดำเนินการภายใต้กรอบของทุนสนับสนุนจากกระทรวงศึกษาธิการของสหพันธรัฐรัสเซียภายใต้โครงการ " การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ โรงเรียนมัธยมปลายในสาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่มีความสำคัญ" โปรแกรมย่อย - "นิเวศวิทยาและการใช้ทรัพยากรธรรมชาติอย่างมีเหตุผล" หัวข้อ - "ปัญหาของการก่อตัวที่มนุษย์สร้างขึ้นและการใช้ขยะอุตสาหกรรมและครัวเรือน พ.ศ. 2544-2545"
การเตรียมแคลเซียมแซ็กคาเรตและการใช้เป็นสารยับยั้งการกัดกร่อน
คลอรีนถูกใช้ในปริมาณมากในการเตรียมสารฟอกขาว (แคลเซียมไฮโปคลอไรต์และสารฟอกขาว) เมื่อเผาคลอรีนในบรรยากาศไฮโดรเจน ก็จะได้ไฮโดรเจนคลอไรด์บริสุทธิ์ คลอไรด์ที่เกี่ยวข้องจะใช้ในการผลิตไทเทเนียม ไนโอเบียม และซิลิคอน เหล็กและอลูมิเนียมฟอสฟอรัสคลอไรด์ยังใช้ในอุตสาหกรรมอีกด้วย
คลอรีนที่ผลิตได้มากกว่า 60% ถูกนำมาใช้ในการสังเคราะห์สารประกอบออร์กาโนคลอรีน ผู้บริโภคคลอรีนรายใหญ่ ได้แก่ การผลิตคาร์บอนเตตระคลอไรด์ คลอโรฟอร์ม เมทิลีนคลอไรด์ ไดคลอโรอีเทน ไวนิลคลอไรด์ และคลอโรเบนซีน คลอรีนในปริมาณที่มีนัยสำคัญถูกใช้ในการสังเคราะห์กลีเซอรอลและเอทิลีนไกลคอลโดยใช้วิธีคลอรีน รวมถึงการสังเคราะห์คาร์บอนไดซัลไฟด์
สำหรับการฆ่าเชื้อในน้ำ คลอรีนไดออกไซด์ที่ได้จากอิเล็กโทรลิซิสของสารละลายโซเดียมคลอไรด์มีแนวโน้มที่ดีกว่า
ตามการประมาณการเบื้องต้น การผลิตคลอรีนในปี 1987 ในสหรัฐอเมริกามีจำนวน 10.4 ล้านตัน คลอรีน 1 ตันมีราคา 195 เหรียญสหรัฐฯ คลอรีนได้มาจากกระบวนการอิเล็กโทรลิซิสของสารละลาย NaCl รากฐานทางทฤษฎีและการออกแบบอิเล็กโทรไลเซอร์ทางอุตสาหกรรมมีการอธิบายไว้ในเอกสาร
การเรียนรู้เทคโนโลยีอิเล็กโทรไลซิสของน้ำเกลือ NaCl โดยใช้เยื่อแลกเปลี่ยนไอออนทำให้สามารถลดต้นทุนของอุปกรณ์ (เมื่อเทียบกับไดอะแฟรมหรืออิเล็กโทรลิซิสปรอท) ได้ (15-25%) และต้นทุนด้านพลังงาน (20-35%) ความสามารถในการทำกำไรของเมมเบรนอิเล็กโทรลิซิสสัมพันธ์กับความเป็นไปได้ในการผลิตอัลคาไลที่มีความเข้มข้น 40% โดยมีปริมาณการใช้ไฟฟ้า 200 kWh/t ของผลิตภัณฑ์ เมมเบรนสองชั้นช่วยให้สามารถทำงานได้ที่ความหนาแน่นกระแสสูงถึง 4 kA/m ซึ่งให้พลังงานมากกว่า การใช้งานที่มีประสิทธิภาพไฟฟ้าราคาถูกในเวลากลางคืน ข้อดีเหล่านี้สามารถชดเชยต้นทุนที่ค่อนข้างสูงของเมมเบรนใหม่ได้อย่างสมบูรณ์ (500-700 ดอลลาร์/ตร.ม.)
จะมีการหารือถึงประสิทธิผลของการใช้แคโทดกัมมันต์เพื่อลดแรงดันไฟฟ้าเกินของการวิวัฒนาการของไฮโดรเจน การลดแรงดันไฟฟ้าของเซลล์เพิ่มเติมสามารถทำได้โดยการเพิ่มแรงดันในการทำงานเป็น 5 บาร์ในขณะเดียวกันก็เพิ่มอุณหภูมิไปพร้อมๆ กัน การใช้ออกซิเจน (อากาศ) ซึ่งเปลี่ยนขั้วแคโทด แทนที่กระบวนการวิวัฒนาการของไฮโดรเจนด้วยกระบวนการลดออกซิเจน จะช่วยลดต้นทุนด้านพลังงานลงเหลือ 1,600 kWh/t ของอัลคาไล (หากไม่ได้คำนึงถึงความเข้มข้นของพลังงานที่สูญเสียไปของไฮโดรเจน) . อีกทางเลือกหนึ่งคือการอิเล็กโทรออกซิเดชันของไฮโดรเจนในเซลล์เชื้อเพลิง
มีการอธิบายการทดลองของบริษัท Hoechst ด้วยอิเล็กโทรไลเซอร์เมมเบรนคลอรีนที่มีพื้นที่เมมเบรน 0.1 ตารางเมตร พบว่าประสิทธิภาพในปัจจุบันซึ่งลดลงเมื่อความเข้มข้นของอัลคาไลเพิ่มขึ้นจะถึงระดับต่ำสุดที่ความเข้มข้น 30% แล้วเพิ่มขึ้นเป็นความเข้มข้น 34% หลังจากนั้นก็ลดลงอีกครั้ง พิจารณากลไกต่าง ๆ สำหรับการดำเนินการตามกระบวนการเมมเบรนและการเลือกคุณสมบัติของเมมเบรนและสาเหตุของการเสื่อมสภาพ พบว่าต้นทุนพลังงานในการอิเล็กโทรไลซิสของเมมเบรนเท่านั้นที่มีค่าใช้จ่ายไอน้ำต่ำเท่านั้นจึงจะเข้าใกล้ต้นทุนของวิธีปรอทได้
งานนี้เป็นการศึกษากระบวนการอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายคลอไรด์ของโลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ทอย่างเป็นระบบโดยไม่มีไดอะแฟรม แสดงให้เห็นว่าความแตกต่างในกระบวนการขั้วบวก ขึ้นอยู่กับลักษณะของแคตไอออนของอิเล็กโทรไลต์ตั้งต้น เนื่องมาจากความสามารถในการละลายของผลิตภัณฑ์อิเล็กโทรไลซิสที่แตกต่างกัน โดยส่วนใหญ่เป็นความสามารถในการละลายของไฮดรอกไซด์ของโลหะที่เกี่ยวข้อง
ในอิเล็กโทรไลเซอร์เมมเบรนคลอไรด์ อย่างน้อยด้านหนึ่งของเมมเบรนจะมีชั้นก๊าซและของเหลวที่มีรูพรุนซึ่งไม่มีการทำงานของอิเล็กโทรด ในห้องแคโทดและแอโนด ควรรักษาความดันไว้ที่ 15 กก./ซม.2 ซึ่งทำให้สามารถลดแรงดันอิเล็กโทรไลซิสได้ วิธีการนี้สามารถนำไปใช้กับอิเล็กโทรไลซิสของน้ำและกรดไฮโดรคลอริกได้
บทความนี้กล่าวถึงแบบจำลองกระบวนการผลิตก๊าซคลอรีนในอิเล็กโทรไลเซอร์แบบไม่ไหล
อิเล็กโทรไลซิสของน้ำร้อน
เมื่อเร็วๆ นี้ โซเดียมหรือแคลเซียมไฮโปคลอไรต์ถูกนำมาใช้เพื่อทำให้น้ำบริสุทธิ์และทำให้น้ำเป็นกลาง ความสนใจในไฮโปคลอไรต์ที่เพิ่มขึ้นส่วนใหญ่เนื่องมาจากความเป็นไปได้ในการใช้งาน การใช้ไฮโปคลอไรต์ที่ได้จากการอิเล็กโทรไลซิสของน้ำทะเลเพื่อการบำบัด น้ำเสียเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม
วิธีเคมีไฟฟ้าสำหรับการผลิตสารละลายไฮโปคลอไรต์โดยอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายที่เป็นน้ำของเกลือแกงหรือน้ำธรรมชาติ ทำให้สามารถจัดการการผลิตนี้ได้โดยตรง ณ ตำแหน่งที่ใช้สารละลาย และไม่จำเป็นต้องจัดเก็บสารละลายไฮโปคลอไรต์ในระยะยาว
ปัจจุบัน มีการใช้วิธีการผลิตเคมีไฟฟ้าของสารฆ่าเชื้อ 2 วิธี ได้แก่ การอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายโซเดียมคลอไรด์เข้มข้น ตามด้วยการผสมกับน้ำที่ผ่านการบำบัด และอิเล็กโทรลิซิสโดยตรงของน้ำฆ่าเชื้อ กระบวนการอิเล็กโทรไลซิสไม่ว่าในกรณีใดกรณีหนึ่ง ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นกระแสที่อิเล็กโทรด ความเข้มข้นของโซเดียมคลอไรด์, pH, อุณหภูมิและธรรมชาติของการเคลื่อนที่ของอิเล็กโทรไลต์ วัสดุของอิเล็กโทรดและการทู่ของอิเล็กโทรด ตลอดจน วิธีการจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับอิเล็กโทรด
ศึกษากระบวนการสังเคราะห์เคมีไฟฟ้าของโซเดียมไฮโปคลอไรต์ในอิเล็กโตรไลเซอร์แบบเมมเบรนที่มีอิเล็กโทรด ORTA และเมมเบรนเซรามิกอนินทรีย์ที่มีความเข้มข้น 2x0 กรัม ศึกษาอิทธิพลของความหนาแน่นกระแส ความเข้มข้นของสารละลายโซเดียมคลอไรด์ อัตราการจัดหาสารละลายโซเดียมคลอไรด์ อัตราการจ่ายสารละลายไปยังห้องอิเล็กโทรด พบว่าภายใต้สภาวะที่เหมาะสม ประสิทธิภาพปัจจุบันของโซเดียมไฮโปคลอไรต์คือ 77% โดยมีปริมาณการใช้ไฟฟ้าจำเพาะ 2.4 kWh/กก. และโซเดียมคลอไรด์ 3.1 กก./กก. ความสามารถในการกัดกร่อนของขั้วบวกถูกกำหนดภายใต้เงื่อนไขการทดลอง
มีการเสนอวิธีการและอุปกรณ์สำหรับตรวจสอบสารประกอบที่มีคลอรีนในระหว่างการบำบัดน้ำ โดยมีจุดประสงค์เพื่อการฆ่าเชื้อน้ำในสระว่ายน้ำเป็นหลัก การสร้างสารละลายฆ่าเชื้อโซเดียมไฮโปคลอไรต์ดำเนินการโดยใช้วิธีอิเล็กโทรไลต์ และสันนิษฐานว่าน้ำในสระมีคลอไรด์ในปริมาณที่เพียงพอ น้ำไหลเวียนในวงจรปิดในส่วนด้านนอกซึ่งมีอิเล็กโทรไลเซอร์และตัวกรองสำหรับทำน้ำให้บริสุทธิ์
ผู้เขียนสิทธิบัตรเสนอให้สร้างใน พื้นผิวด้านข้างไปป์ไลน์มินิอิเล็กโตรไลเซอร์ซึ่งไฮโปคลอไรต์ถูกผลิตด้วยเคมีไฟฟ้าจากสารละลายที่มีคลอไรด์เจือจาง
ศึกษาคุณลักษณะของอิเล็กโทรลิซิสของสารละลายโซเดียมคลอไรด์เจือจาง (0.89%) ภายใต้สภาวะการไหล เป็นที่ยอมรับกันว่าการเพิ่มอัตราการไหลส่งผลให้ผลผลิตของคลอเรตลดลงอย่างมาก และสามารถเพิ่มผลผลิตและความเสถียรของอิเล็กโทรไลเซอร์ได้อย่างมาก ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดที่ได้จากอิเล็กโทรไลเซอร์ที่มีอิเล็กโทรดไทเทเนียมเคลือบด้วยแพลตตินัมที่กระจายตัวที่มีค่าความหยาบอย่างน้อย 200 โดยมีการกระตุ้นแคโทดเป็นระยะ ๆ ของแอโนด
มีการศึกษากระบวนการทางเคมีไฟฟ้าของการสังเคราะห์โซเดียมไฮโปคลอไรต์ภายใต้ความดัน อิเล็กโทรไลซิสดำเนินการในหม้อนึ่งความดันที่ทำจากโลหะผสมไททาเนียมเสริมภายในด้วยฟลูออโรเรซิ่นด้วยการกวน ก๊าซไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นระหว่างปฏิกิริยาแคโทดจะสะสมอยู่ในระบบ ทำให้ความดันเพิ่มขึ้น การศึกษาดำเนินการภายใต้ความกดดัน 100-150 เอทีเอ็ม เนื่องจากสารละลายอยู่ภายใต้แรงดันสูง ความสามารถในการละลายของคลอรีนจึงเพิ่มขึ้น ส่งผลให้โซเดียมไฮโปคลอไรต์ได้รับในปัจจุบันสูงขึ้น รูทีเนียมไดออกไซด์ กราไฟต์ และแพลตตินัมที่ใช้ไทเทเนียมถูกนำมาใช้เป็นวัสดุแคโทด และไทเทเนียมทำหน้าที่เป็นแคโทด
มีรายงานการใช้โซเดียมไฮโปคลอไรต์ที่ได้จากการแยกน้ำด้วยไฟฟ้าด้วยไฟฟ้าเพื่อกรองน้ำจากแหล่ง Makhachkala-Ternairskoe จากฟีนอล
น้ำทะเลมีแร่ธาตุสูง การทำให้เป็นแร่ของน้ำทะเลโดยทั่วไปอยู่ที่ 3.5% หรือ 35,000 ppm “1. ในจำนวนนี้มีเพียง 2 ส่วนประกอบ (คลอไรด์และโซเดียม) เท่านั้นที่มีอยู่ในปริมาณมากกว่า 1% ในขณะที่ความเข้มข้นของอีก 2 ส่วนคือ ซัลเฟตและแมกนีเซียม ประมาณ OD% แคลเซียม โพแทสเซียม ไบคาร์บอเนต และโบรมีนมีประมาณ 0.001% องค์ประกอบที่เหลือมีความเข้มข้นต่ำมาก
ตามอัตราส่วนของเกลือแต่ละชนิดต่อผลรวม ความเค็มของน้ำในทะเลแคสเปียนแตกต่างจากมหาสมุทรและทะเลดำ น้ำในทะเลแคสเปียนค่อนข้างยากจนเมื่อเทียบกับมหาสมุทรในไอออน Na และ SG และอุดมไปด้วยไอออน Ca และ SO4 ความเค็มเฉลี่ยของน้ำในทะเลแคสเปียนอยู่ที่ 12.8-12.85% แปรผันจาก 3% ที่ ปากแม่น้ำโวลก้าถึง 20% ในอ่าวบอลข่าน ในฤดูหนาว ความเค็มของน้ำในคอเคซัสเหนือจะสูงซึ่งอธิบายได้จากการก่อตัวของน้ำแข็งและการไหลเข้าของน้ำโวลก้าที่อ่อนแอ
ใน ปีที่ผ่านมามีการเพิ่มขึ้นของการไหลของเกลือลงสู่ทะเลซึ่งสัมพันธ์กับการเพิ่มขึ้นของการไหลของไอออนในแม่น้ำ
มีอนุภาคแขวนลอยจำนวนมากที่สุด น้ำทะเลมีแร่ธาตุเช่นเดียวกับหินที่อยู่รอบๆ (เคโอลิไนต์ แป้งโรยตัว ควอตซ์ เฟลด์สปาร์ ฯลฯ) ตารางที่ 1.1. นำเสนอองค์ประกอบหลักของน้ำในทะเลแคสเปียน
การสังเคราะห์ไฟฟ้าเคมี
การวิเคราะห์สารประกอบที่มีคลอรีนดำเนินการตาม วิธีการดังต่อไปนี้: การหาค่า SY โดยวิธีปอนติอุส อิเล็กโทรไลต์ 10 มิลลิลิตร (pH = 8) โดยเติมแป้งจำนวนเล็กน้อยแล้วไตเตรทด้วยสารละลาย OD ของโพแทสเซียมไอโอไดด์ คำจำกัดความของเอสจี นำอิเล็กโทรไลต์ 1 มิลลิลิตรมาผสมกับน้ำกลั่น 100 มิลลิลิตร ไทเทรตตัวอย่าง 10 มล. ด้วยสารละลายซิลเวอร์ไนเตรต 0.1 N โดยมี CH3COOH + K2ClO4 เพียงไม่กี่หยด
ความมุ่งมั่นของ C1CV เติมเกลือ Mohr's 25 มล. ลงในตัวอย่าง 10 มล. ตั้งไฟจนเกิดฟองและเย็นลงอย่างรวดเร็ว เติมส่วนผสมของ Reinhart 5 มล. และไตเตรทด้วยสารละลายโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต 0.1 N จนกระทั่งเป็นสีชมพู
คำจำกัดความของ SY/. เติมสารละลายโพแทสเซียมคลอไรด์อิ่มตัว 10 มล. ลงในอิเล็กโทรไลต์ 10 มล. หากไม่เกิดการตกตะกอน แสดงว่าไม่มี CO/s ในระบบ การกำหนดปริมาณคลอรีนที่ปล่อยออกมา คลอรีนที่เป็นก๊าซที่เกิดขึ้นระหว่างอิเล็กโทรไลซิสจะถูกส่งผ่านสารละลายโพแทสเซียมไอโอไดด์ และไอโอดีนที่ปล่อยออกมาจะถูกไตเตรทด้วยโซเดียมไธโอซัลเฟตที่มีความเข้มข้นระดับหนึ่ง คลอรีนถูกกำหนดโดยวิธีไทไตรเมทริกแบบไอโอโดเมตริก
รีเอเจนต์: โซเดียมไธโอซัลเฟต - สารละลาย 0.005 N; KI - สารละลาย 10%; ส่วนผสมบัฟเฟอร์อะซิเตท เตรียมโดยการผสมสารละลาย 1 N ของ CH3COONa และ CH3COOH ในปริมาตรเท่ากัน สารละลายแป้งที่เตรียมสดใหม่ - สารละลาย 1%
ความคืบหน้าของการตัดสินใจ ปิเปต 100 มล. ลงในขวดทรงกรวยขนาด 250 มล น้ำประปาเติมสารละลาย KI 10% 5 มล. ส่วนผสมบัฟเฟอร์อะซิเตต 5 มล. และสารละลายแป้ง 1 มล. ไทเทรตตัวอย่างด้วยสารละลายโซเดียมไธโอซัลเฟต 0.005 N จนกระทั่งสีน้ำเงินของสารละลายหายไป
ในการระบุปริมาณแคลเซียมในน้ำ จะใช้วิธีการไตรโลโนเมตริก ซึ่งทำให้สามารถระบุ Ca ในตัวอย่างได้ 0.1 มก. หรือมากกว่า วิธีการนี้อิงจากการใช้ Trilon B โดยมีตัวบ่งชี้มิว-เรไซด์อยู่ด้วย สาระสำคัญของวิธีการนี้คือ Ca2+ ไอออนในตัวกลางที่เป็นด่างจะก่อตัวเป็นสารประกอบเชิงซ้อนที่มีมูเรไซด์ ซึ่งถูกทำลายในระหว่างการไตเตรทด้วย Trilon B อันเป็นผลมาจากการก่อตัวของโซเดียมเชิงซ้อนที่เสถียรกว่า Murexide (เกลือแอมโมเนียมของกรดสีม่วงที่ pH 12 ทำปฏิกิริยากับ Ca ไอออนทำให้เกิดสารประกอบสีชมพู
มูเรไซด์ไม่ทำปฏิกิริยากับ Mg ไอออน แต่หากไอออนในน้ำที่ศึกษามีมากกว่า 30 มก./ลิตร จะเกิดการตกตะกอนของ Mg(OH)2 และดูดซับตัวบ่งชี้บนพื้นผิว ซึ่งทำให้ยากต่อการแก้ไข จุดสมดุล จากนั้นควรเจือจางสารละลายทดสอบ 5-6 ครั้งเพื่อลดความเข้มข้นของแมกนีเซียม
รีเอเจนต์: สารละลาย Trilon B - 0.05 N ความปกติที่แน่นอนเกิดขึ้นโดยใช้สารละลายมาตรฐาน 0.05 N ของ MgS04 หรือเตรียมจากฟิกซ์ซานัล NaOH - สารละลาย 10%; murexide - ของผสมแห้ง (murexide 1 ส่วนและ NaCl 99 ส่วน)
ความคืบหน้าของการวิเคราะห์ ปิเปตน้ำ 100 มล. ที่จะทดสอบในขวดทรงกรวยขนาด 250 มล. เติมสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ 10% 5 มล. และเติมส่วนผสมตัวบ่งชี้ที่แห้งเล็กน้อย สารละลายเปลี่ยนเป็นสีแดง ตัวอย่างจะถูกไตเตรทด้วย Trilon B โดยคนอย่างแรงจนกลายเป็นสีม่วง ซึ่งคงตัวเป็นเวลา 3-5 นาที เมื่อเติม Trilon B เข้าไปอีก สีจะไม่เปลี่ยนแปลง ตัวอย่างที่ไทเทรตสามารถใช้เป็น "พยาน" ได้ แต่ควรจำไว้ว่าตัวอย่างที่ไทเทรตจะคงสีไว้ได้ในช่วงเวลาอันสั้น ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเตรียม "พยาน" ใหม่หากสังเกตเห็นการเปลี่ยนสีของพยานที่เตรียมไว้ก่อนหน้านี้
กระบวนการแคโทด - จลนพลศาสตร์ของการก่อตัวของก๊าซไฮโดรเจนระหว่างอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายแคลเซียมคลอไรด์
เมื่อพิจารณาว่าแพลตตินัมเป็นวัสดุอิเล็กโทรดที่มีราคาแพง จึงศึกษากระบวนการปล่อยคลอรีนโดยใช้วัสดุที่มีราคาถูกกว่า - กราไฟท์ มะเดื่อ. รูปที่ 3.3 แสดงกราฟแรงดันกระแสขั้วบวกบนกราไฟท์ในสารละลายแคลเซียมคลอไรด์ที่เป็นน้ำที่ความเข้มข้น 0.1 - 2.0 M เช่นเดียวกับในกรณีของอิเล็กโทรดแพลทินัม เมื่อความเข้มข้นของแคลเซียมคลอไรด์เพิ่มขึ้น ศักยภาพในการปล่อยคลอรีนจะเปลี่ยนไป ไปทางด้านขั้วบวกโดยเฉลี่ย 250 - 300 มิลลิโวลต์
จากกราฟแรงดันไฟฟ้ากระแสของการปลดปล่อยคลอรีนที่แสดงด้านบนบนวัสดุอิเล็กโทรดที่ผลิตจากแพลตตินัม กราไฟท์ และ ORTA ตามมาด้วยความเข้มข้นของแคลเซียมคลอไรด์ที่เพิ่มขึ้น กระบวนการปล่อยคลอรีนระดับโมเลกุลจะสะดวกขึ้นเนื่องจากองค์ประกอบการแพร่กระจายของกระบวนการลดลง .
เพื่อเปรียบเทียบพารามิเตอร์จลน์ของการปล่อยคลอรีนในรูป รูปที่ 3.4 แสดงการพึ่งพา Tafel ที่สอดคล้องกันของแรงดันไฟฟ้าเกิน (n) บนลอการิทึมของความหนาแน่นกระแส (lg і) บนแพลตตินัม อิเล็กโทรดกราไฟท์ และ ORTA
หลังจากคำนวณสมการเส้นตรงที่สอดคล้องกันหลังจากคำนวณค่าสัมประสิทธิ์ a และ b แล้วสามารถนำเสนอในรูปแบบต่อไปนี้: การใช้ค่าสัมประสิทธิ์ที่คำนวณได้ a และ b พบลักษณะของกระบวนการ - แลกเปลี่ยนกระแส i0 และค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอน a
พารามิเตอร์สำหรับการปลดปล่อยคลอรีนด้วยไฟฟ้าเคมีจากสารละลายแคลเซียมคลอไรด์ 2M มีดังต่อไปนี้:
ในรูป 3.5. สำหรับการวิเคราะห์เปรียบเทียบ จะมีการนำเสนอกราฟแรงดันไฟฟ้ากระแสขั้วบวกสำหรับแพลตตินัม กราไฟท์ และ ORTA ในสารละลายแคลเซียมคลอไรด์ 2M ดังที่เห็นได้จากภาพ คลอรีนจะถูกปล่อยออกมาจากสารละลายแคลเซียมคลอไรด์ที่มีศักยภาพต่ำสุดที่ขั้วบวก ORTA และเส้นโค้งแรงดันไฟฟ้าในปัจจุบันบนกราไฟต์จะเลื่อนไป 250 - 300 mV สัมพันธ์กับเส้นโค้ง ORTA ไปทางด้านขั้วบวก ดังนั้นจึงเห็นได้ชัดว่าควรใช้ ORTA เป็นวัสดุแอโนดในอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายแคลเซียมคลอไรด์ที่เป็นน้ำ สำหรับกราไฟท์ การใช้พลังงานจะสูงขึ้น และอย่างหลังมีความทนทานต่ำกว่า ORTA โดยเฉพาะที่โหลดขั้วบวกสูง
เมื่อพิจารณาว่าต้นทุนพลังงานในระหว่างการอิเล็กโทรลิซิสยังขึ้นอยู่กับจลนศาสตร์ของกระบวนการแคโทดด้วย เราจึงศึกษารูปแบบของวิวัฒนาการของไฮโดรเจนจากสารละลายแคลเซียมคลอไรด์ที่เป็นน้ำบนวัสดุอิเล็กโทรดต่างๆ
ในรูป 3.6. นำเสนอกราฟแรงดันไฟฟ้าปัจจุบันของการวิวัฒนาการของไฮโดรเจนแบบแคโทดิกจากสารละลายแคลเซียมคลอไรด์ที่มีความเข้มข้น 0.5 - 2.0 M บนอิเล็กโทรดแพลทินัม การวิเคราะห์เส้นโค้งแรงดันไฟฟ้าปัจจุบันแสดงให้เห็นว่าเมื่อความเข้มข้นของแคลเซียมคลอไรด์เพิ่มขึ้น แรงดันไฟฟ้าเกินของการวิวัฒนาการของไฮโดรเจนจะเพิ่มขึ้น (ประมาณ 30-40 มิลลิโวลต์) คำอธิบายที่เป็นไปได้อาจเป็นการก่อตัวของตะกอนเกลือแคลเซียมที่ละลายได้น้อย ซึ่งปกคลุมพื้นผิวของอิเล็กโทรดแพลทินัม และปริมาณจะเพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นของ Ca+ ไอออนที่เพิ่มขึ้น ในเรื่องนี้แรงดันไฟฟ้าของอิเล็กโทรไลเซอร์เพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดซึ่งระบุไว้ก่อนหน้านี้ในการทำงานระหว่างการผลิตเคมีไฟฟ้าของแคลเซียมไฮโปคลอไรต์
เส้นโค้งแรงดันไฟฟ้ากระแสแคโทดใช้กับวัสดุอิเล็กโทรดที่มีราคาไม่แพงมากสำหรับ กระแสไฟฟ้าในทางปฏิบัติ- กราไฟท์ เหล็ก ทองแดง และไทเทเนียม - แสดงไว้ในรูปที่ 3.7 และ 3.8 เส้นโค้งแรงดันไฟฟ้าปัจจุบันแสดงให้เห็นว่าแรงดันไฟฟ้าเกินระดับต่ำของการวิวัฒนาการของไฮโดรเจนหลังจากแพลตตินัมถูกสังเกตบนอิเล็กโทรดกราไฟท์ (รูปที่ 3.7, เส้นโค้ง 2)? ในขณะที่การลดกระแสไฟฟ้าของไฮโดรเจนไอออนบนแคโทดไทเทเนียม (รูปที่ 3.8, เส้นโค้ง 2) เกิดขึ้นพร้อมกับแรงดันไฟฟ้าเกินสูงสุด พฤติกรรมนี้เป็นเรื่องปกติสำหรับโลหะที่เคลือบด้วยเฟสออกไซด์ในบริเวณที่มีศักยภาพในการวิวัฒนาการของไฮโดรเจน และมีผลยับยั้งต่อกระบวนการ ดังนั้นที่สุด วัสดุที่เหมาะสมแคโทดสำหรับอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายแคลเซียมคลอไรด์คือกราไฟท์
อิเล็กโทรไลซิสเป็นปฏิกิริยารีดอกซ์ที่เกิดขึ้นบนอิเล็กโทรดเมื่อกระแสไฟฟ้าตรงถูกส่งผ่านสารละลายละลายหรืออิเล็กโทรไลต์
แคโทดเป็นตัวรีดิวซ์และให้อิเล็กตรอนแก่แคตไอออน
แอโนดเป็นสารออกซิไดซ์และรับอิเล็กตรอนจากแอนไอออน
|
ชุดกิจกรรมของไพเพอร์: |
Na + , Mg 2+ , Al 3+ , Zn 2+ , Ni 2+ , Sn 2+ , Pb 2+ , เอช+ , Cu 2+ , Ag + _____________________________→ เพิ่มความสามารถในการออกซิเดชั่น |
|
ชุดกิจกรรมประจุลบ: |
ฉัน - , Br - , Cl - , OH - , NO 3 - , CO 3 2- , SO 4 2- ←__________________________________ เพิ่มความสามารถในการฟื้นตัว |
กระบวนการที่เกิดขึ้นบนอิเล็กโทรดระหว่างอิเล็กโทรไลซิสของการหลอม
(ไม่ขึ้นอยู่กับวัสดุของอิเล็กโทรดและธรรมชาติของไอออน)
1. แอนไอออนถูกปล่อยออกมาที่ขั้วบวก (เช้า - ; โอ้-
ก - - ม ē → A °; 4 OH - - 4ē → O 2 + 2 H 2 O (กระบวนการออกซิเดชั่น)
2. แคตไอออนถูกปล่อยออกมาที่แคโทด (ฉัน n + , H + ) กลายเป็นอะตอมหรือโมเลกุลที่เป็นกลาง:
ฉัน n + + n ē → ฉัน ° ; 2 H + + 2ē → H 2 0 (กระบวนการกู้คืน)
กระบวนการที่เกิดขึ้นบนอิเล็กโทรดระหว่างอิเล็กโทรลิซิสของสารละลาย
|
แคโทด (-) ไม่ขึ้นอยู่กับวัสดุแคโทด ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของโลหะในชุดความเค้น |
ขั้วบวก (+) ขึ้นอยู่กับวัสดุแอโนดและลักษณะของแอนไอออน |
|
|
แอโนดไม่ละลายน้ำ (เฉื่อย) เช่น ทำจาก ถ่านหิน, กราไฟท์, แพลตตินัม, ทอง. |
แอโนดละลายได้ (แอคทีฟ) เช่น ทำจากลูกบาศ์ก, อจ, สังกะสี, นิ, เฟและโลหะอื่นๆ (ยกเว้นพ.ต, ออสเตรเลีย) |
|
|
1.ประการแรก แคตไอออนของโลหะจะลดลงซึ่งอยู่ในลำดับของความเค้นหลังจากนั้นชม 2 : ฉัน n+ +nē → ฉัน° |
1. ประการแรก แอนไอออนของกรดปราศจากออกซิเจนจะถูกออกซิไดซ์ (ยกเว้นเอฟ - ): ม- - เม → A° |
แอนไอออนจะไม่ออกซิไดซ์ อะตอมโลหะของขั้วบวกถูกออกซิไดซ์: เม° - เนะ → ฉัน n+ ผู้ชาย + ไพเพอร์ เข้าสู่การแก้ปัญหา มวลแอโนดลดลง |
|
2.โลหะไอออนบวก กิจกรรมเฉลี่ย, ยืนอยู่ระหว่างอัล และ ชม 2 ได้รับการบูรณะไปพร้อมกับน้ำ: ฉัน n+ + nē →ฉัน° 2H 2 O + 2ē → H 2 + 2OH - |
2.แอนไอออนออกโซแอซิด (ดังนั้น 4 2- , บจก 3 2- ,..) และ เอฟ - อย่าออกซิไดซ์ โมเลกุลจะถูกออกซิไดซ์ชม 2 โอ : 2H 2 O - 4ē → O 2 +4H + |
|
|
3. แคตไอออนของโลหะแอคทีฟจากหลี่ ถึง อัล (รวม)ไม่ลดลงแต่โมเลกุลลดลงชม 2 โอ : 2 H 2 O + 2ē →H 2 + 2OH - |
3. ในระหว่างอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายอัลคาไล ไอออนจะถูกออกซิไดซ์โอ้- : 4OH - - 4ē → O 2 +2H 2 O |
|
|
4. ในระหว่างอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายกรด แคตไอออนจะลดลงเอช+: 2H + + 2ē → H 2 0 |
||
กระแสไฟฟ้าของการหลอมละลาย
ภารกิจที่ 1- จัดทำโครงร่างสำหรับอิเล็กโทรไลซิสของโซเดียมโบรไมด์หลอมเหลว (อัลกอริทึม 1)
|
ลำดับของการกระทำ |
การดำเนินการ |
|
NaBr → นา + + Br - |
|
|
K- (แคโทด): Na+, A+ (ขั้วบวก): Br - |
|
|
K + : นา + + 1ē → นา 0 (การกู้คืน), A + : 2 Br - - 2ē → Br 2 0 (ออกซิเดชัน) |
|
|
2NaBr = 2Na +Br 2 |
ภารกิจที่ 2- จัดทำโครงร่างสำหรับอิเล็กโทรไลซิสของโซเดียมไฮดรอกไซด์หลอมเหลว (อัลกอริทึม 2)
|
ลำดับของการกระทำ |
การดำเนินการ |
|
NaOH → นา + + OH - |
|
|
2.แสดงการเคลื่อนที่ของไอออนไปยังอิเล็กโทรดที่เกี่ยวข้อง |
K- (แคโทด): Na+, A + (ขั้วบวก): OH - |
|
3. วาดไดอะแกรมของกระบวนการออกซิเดชั่นและรีดักชัน |
K - : นา + + 1ē → นา 0 (การกู้คืน), A + : 4 OH - - 4ē → 2 H 2 O + O 2 (ออกซิเดชัน) |
|
4. สร้างสมการสำหรับอิเล็กโทรไลซิสของอัลคาไลหลอมเหลว |
4NaOH = 4Na + 2H 2 O + O 2 |
ภารกิจที่ 3จัดทำโครงร่างสำหรับอิเล็กโทรไลซิสของโซเดียมซัลเฟตหลอมเหลว (อัลกอริทึม 3)
|
ลำดับของการกระทำ |
การดำเนินการ |
|
1. สร้างสมการการแยกตัวของเกลือ |
นา 2 SO 4 → 2Na + + SO 4 2- |
|
2.แสดงการเคลื่อนที่ของไอออนไปยังอิเล็กโทรดที่เกี่ยวข้อง |
K- (แคโทด): Na+ A+ (ขั้วบวก): SO 4 2- |
|
K - : นา + + 1ē → นา 0 , A + : 2SO 4 2- - 4ē → 2SO 3 + O 2 |
|
|
4. สร้างสมการสำหรับอิเล็กโทรไลซิสของเกลือหลอมเหลว |
2นา 2 SO 4 = 4Na + 2SO 3 + O 2 |
อิเล็กโทรไลซิสของโซลูชั่น
ภารกิจที่ 1จัดทำโครงร่างสำหรับอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายโซเดียมคลอไรด์ในน้ำโดยใช้อิเล็กโทรดเฉื่อย (อัลกอริทึม 1)
|
ลำดับของการกระทำ |
การดำเนินการ |
|
1. สร้างสมการการแยกตัวของเกลือ |
NaCl → Na + + Cl - |
|
โซเดียมไอออนในสารละลายไม่ลดลง น้ำจึงลดลง คลอรีนไอออนจะถูกออกซิไดซ์ |
|
|
3. วาดไดอะแกรมของกระบวนการรีดักชันและออกซิเดชัน |
K - : 2H 2 O + 2ē → H 2 + 2OH - A + : 2Cl - - 2ē → Cl 2 |
|
2NaCl + 2H2O = H2 + Cl2 + 2NaOH |
ภารกิจที่ 2จัดทำโครงร่างสำหรับอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายน้ำของคอปเปอร์ซัลเฟต (ครั้งที่สอง ) โดยใช้อิเล็กโทรดเฉื่อย (อัลกอริทึม 2)
|
ลำดับของการกระทำ |
การดำเนินการ |
|
1. สร้างสมการการแยกตัวของเกลือ |
CuSO 4 → Cu 2+ + SO 4 2- |
|
2. เลือกไอออนที่จะปล่อยออกมาที่ขั้วไฟฟ้า |
ไอออนของทองแดงจะลดลงที่แคโทด ที่ขั้วบวกในสารละลายที่เป็นน้ำ ซัลเฟตไอออนจะไม่ถูกออกซิไดซ์ ดังนั้นน้ำจึงถูกออกซิไดซ์ |
|
3. วาดไดอะแกรมของกระบวนการรีดักชันและออกซิเดชัน |
K - : Cu 2+ + 2ē → Cu 0 A + : 2H 2 O - 4ē → O 2 +4H + |
|
4. สร้างสมการสำหรับอิเล็กโทรลิซิสของสารละลายเกลือที่เป็นน้ำ |
2CuSO 4 +2H 2 O = 2Cu + O 2 + 2H 2 SO 4 |
ภารกิจที่ 3จัดทำโครงร่างสำหรับอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายน้ำของสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ในน้ำโดยใช้อิเล็กโทรดเฉื่อย (อัลกอริทึม 3)
|
ลำดับของการกระทำ |
การดำเนินการ |
|
1. สร้างสมการการแยกตัวของอัลคาไล |
NaOH → นา + + OH - |
|
2. เลือกไอออนที่จะปล่อยออกมาที่ขั้วไฟฟ้า |
โซเดียมไอออนไม่สามารถรีดิวซ์ได้ น้ำจึงลดลงที่แคโทด ไฮดรอกไซด์ไอออนจะถูกออกซิไดซ์ที่ขั้วบวก |
|
3. วาดไดอะแกรมของกระบวนการรีดักชันและออกซิเดชัน |
K - : 2 H 2 O + 2ē → H 2 + 2 OH - A + : 4 OH - - 4ē → 2 H 2 O + O 2 |
|
4. วาดสมการสำหรับอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายด่างที่เป็นน้ำ |
2 H 2 O = 2 H 2 + O 2 , เช่น. อิเล็กโทรไลซิสของสารละลายอัลคาไลในน้ำจะลดลงเหลืออิเล็กโทรไลซิสของน้ำ |
จดจำ.ในระหว่างการอิเล็กโทรไลซิสของกรดที่มีออกซิเจน (H 2 SO 4 เป็นต้น) เบส (NaOH, Ca (OH) 2 เป็นต้น) เกลือของโลหะออกฤทธิ์และกรดที่มีออกซิเจน(เค 2 เอส 4 ฯลฯ) อิเล็กโทรไลซิสของน้ำเกิดขึ้นบนอิเล็กโทรด: 2 H 2 O = 2 H 2 + O 2
ภารกิจที่ 4จัดทำโครงร่างสำหรับอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายซิลเวอร์ไนเตรตที่เป็นน้ำโดยใช้ขั้วบวกที่ทำจากเงินเช่น ขั้วบวกละลายได้ (อัลกอริทึม 4.)
|
ลำดับของการกระทำ |
การดำเนินการ |
|
1. สร้างสมการการแยกตัวของเกลือ |
AgNO 3 → Ag + + NO 3 - |
|
2. เลือกไอออนที่จะปล่อยออกมาที่ขั้วไฟฟ้า |
ซิลเวอร์ไอออนจะลดลงที่แคโทด และซิลเวอร์แอโนดจะละลาย |
|
3. วาดไดอะแกรมของกระบวนการรีดักชันและออกซิเดชัน |
เค - : Ag + + 1ē→ Ag 0 ; เอ+: Ag 0 - 1ē→ Ag + |
|
4. สร้างสมการสำหรับอิเล็กโทรลิซิสของสารละลายเกลือที่เป็นน้ำ |
Ag + + Ag 0 = Ag 0 + Ag + อิเล็กโทรไลซิสเดือดลงไปถึงการถ่ายโอนเงินจากขั้วบวกไปยังแคโทด |
