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離子交換膜能否透過氣體

發布時間:2022-08-11 20:01:51

離子交換膜法電解食鹽水具體原理 謝謝

二、離子交換膜法制燒鹼
1.離子交換膜電解槽的構成

離子交換膜電解槽

主要由陽極、陰極、離子交換膜、電解槽框和導電銅棒等組成;每台電解槽由若干個單元槽串聯或並聯組成。陽極用金屬鈦網製成,為了延長電極使用壽命和提高電解效率,陽極網上塗有鈦、釕等氧化物塗層;陰極由碳鋼網製成,上面塗有鎳塗層;離子交換膜把電解槽分成陰極室和陽極室。

電極均為網狀,可增大反應接觸面積,陽極表面的特殊處理是考慮陽極產物Cl2的強腐蝕性。

離子交換膜法制燒鹼名稱的由來,主要是因為使用的陽離子交換膜,該膜有特殊的選擇透過性,只允許陽離子通過而阻止陰離子和氣體通過,即只允許H+、Na+通過,而Cl-、OH-和兩極產物H2和Cl2無法通過,因而起到了防止陽極產物Cl2和陰極產物H2相混合而可能導致爆炸的危險,還起到了避免Cl2和陰極另一產物NaOH反應而生成NaClO影響燒鹼純度的作用。

上海天原化工廠電解車間的離子交換膜電解槽

2.離子交換膜法電解制鹼的主要生產流程

如圖,精製的飽和食鹽水進入陽極室;純水(加入一定量的NaOH溶液)加入陰極室,通電後H2O在陰極表面放電生成H2,Na+則穿過離子膜由陽極室進入陰極室,此時陰極室導入的陰極液中含有NaOH;Cl-則在陽極表面放電生成Cl2。電解後的淡鹽水則從陽極室導出,經添加食鹽增加濃度後可循環利用。

陰極室注入純水而非NaCl溶液的原因是陰極室發生反應為2H++2e-=H2↑;而Na+則可透過離子膜到達陰極室生成NaOH溶液,但在電解開始時,為增強溶液導電性,同時又不引入新雜質,陰極室水中往往加入一定量NaOH溶液。

氯鹼工業的主要原料:飽和食鹽水,但由於粗鹽水中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO等雜質,遠不能達到電解要求,因此必須經過提純精製。

② 水分子能通過陽離子交換膜嗎為什麼

一般認為不能,陽離子交換膜一般能使陽離子通過,主要是H+、Na+等。

在高中,有兩個地方用到:
1、陽離子交換膜電解槽電解飽和食鹽水。
2、陽離子交換膜進行硬水的軟化,除去Ca2+、Mg2+離子。

③ 電解海水(NaCl)利用離子交換膜進行海水淡化的方法的原理是什麼

首先,電解海水目的是為了製取燒鹼 和氯氣
那麼在陰極區存在大量OH-
所以要將Na+交換到OH-富集的區域內以便提純
陽極區Cl-變成Cl2跑出去必要補充CL-以便繼續電解成為Cl2

④ 離子交換膜法生產燒鹼的原理是什麼其與隔膜法的主要區別有哪些

離子交換膜法電解食鹽水而製成燒鹼(即氫氧化鈉),其主要原理是因為使用的陽離子交換膜,該膜有特殊的選擇透過性,只允許陽離子通過而阻止陰離子和氣體通過,即只允許H+、Na+通過,而Cl-、OH-和兩極產物H2和Cl2無法通過,因而起到了防止陽極產物Cl2和陰極產物H2相混合而可能導致爆炸的危險,還起到了避免Cl2和陰極另一產物NaOH反應而生成NaClO影響燒鹼純度的作用。
隔膜法生產燒鹼需要石棉,這個容易引發石棉病,另外廢石棉的處理也是問題。

⑤ 有離子可以通過但氣體不能通過的隔膜嗎

所以電子不能通過,但是隔膜有很多微孔

⑥ 電解食鹽水中離子交換膜防止氫氣與氯氣混合反應產生危,離子交換膜怎麼防止氫氣與氯氣混合,不懂

陰極室產生氫氣,陽極室生成氯氣,離子交換膜只能通過陰陽離子,氣體分子不能通過,防止了氯氣和氫氣的混合,也阻止了氯氣和氫氧化鈉接觸使產品不純。

⑦ 離子交換膜為什麼有選擇透過性

按膜中的含活性基團的各類可分為陽離子交換膜、陰離子交換膜和特種膜三大類.
1、陽離子交換膜(簡稱陽膜) 膜體中含有酸性活性基團,它能選擇性透過陽離子而不讓陰離子透過.這些活性基團主要有:磺酸基、磷酸基、亞磷酸基、羧酸基、酚基等.其中的氫離子能與溶液中的金屬離子或其他陽離子進行交換.例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物經磺化處理得到強酸性陽離子交換膜,其結構式可簡單表示為R-SO3H,式中R代表樹脂母體,其交換原理為
2R-SO3H+Ca2==(R-SO3)2Ca+2H+ 這也是硬水軟化的原理.
2、陰離子交換膜(簡稱陰膜) 膜體中含有鹼性活性基團,它能選擇性透過陰離子而不讓陽離子透過.這結活性基團主要有:季銨基、伯胺基、促胺基、叔胺基等.它們在水中能生成OH-離子,可與各種陰離子起交換作用,其交換原理為
R-N(CH3)3OH+Cl- ====R-N(CH3)3Cl+OH-
3、特種膜 它包括由陽、陰離子活性基團在一張膜內均勻分布的兩性離子交換膜,帶正電荷的膜與帶負電荷的膜兩張貼在一起的復合離子交換膜(亦稱雙極性膜),還有部分正電荷與部分負電荷並列存在於膜的厚度方向的鑲嵌離子交換膜,以及在陽膜或陰膜表面上塗一層陰離子或陽離子交換樹脂的表面塗層膜等

⑧ 氯鹼工業在生產過程中必需把陽極室和陰極室用離子交換膜隔開,為什麼

陽離子交換膜有一種特殊的性質,即它只允許陽離子通過,而阻止陰離子和氣體通過,也就是說只允許Na+通過,而Cl-、OH-和氣體則不能通過。這樣既能防止陰極產生的H2和陽極產生的Cl2相混合而引起爆炸,又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影響燒鹼的質量。

Cl-比OH-更易失去電子,在陽極被氧化成氯原子,氯原子結合成氯分子放出。
陽極反應:2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反應)
H+比Na+容易得到電子,因而H+不斷地從陰極獲得電子被還原為氫原子,並結合成氫分子從陰極放出。
陰極反應:2H++2e-=H2↑(還原反應)
總反應
2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2
工業上利用這一反應原理,製取燒鹼、氯氣和氫氣。
在上面的電解飽和食鹽水的實驗中,電解產物之間能夠發生化學反應,如NaOH溶液和Cl2能反應生成NaClO、H2和Cl2混合遇火能發生爆炸。在工業生產中,要避免這幾種產物混合,常使反應在特殊的電解槽中進行。

⑨ 氯鹼工業中離子交換膜的作用是什麼

陽離子交換膜有來一種特殊的性質自,即它只允許陽離子通過,而阻止陰離子和氣體通過,也就是說只允許na+通過,而cl-、oh-和氣體則不能通過。這樣既能防止陰極產生的h2和陽極產生的cl2相混合而引起爆炸,又能避免cl2和na護揣篙廢蕻肚戈莎恭極oh溶液作用生成naclo而影響燒鹼的質量。
cl-比oh-更易失去電子,在陽極被氧化成氯原子,氯原子結合成氯分子放出。
陽極反應:2cl--2e-=cl2↑(氧化反應)
h+比na+容易得到電子,因而h+不斷地從陰極獲得電子被還原為氫原子,並結合成氫分子從陰極放出。
陰極反應:2h++2e-=h2↑(還原反應)
總反應
2nacl+2h2o=2naoh+cl2+h2
工業上利用這一反應原理,製取燒鹼、氯氣和氫氣。
在上面的電解飽和食鹽水的實驗中,電解產物之間能夠發生化學反應,如naoh溶液和cl2能反應生成naclo、h2和cl2混合遇火能發生爆炸。在工業生產中,要避免這幾種產物混合,常使反應在特殊的電解槽中進行。

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