1. 為何食鹽的電解常用陽離子交換膜電解槽而不常用陰離子交換膜電解槽
ClO-也是陰離子,可能就得到NaClO,減少了氯氣量。
2. 為什麼電解氯化鈉電解質溶液時,若沒有陽離子交換膜,氫氧化鈉還是在陰極出現,而陽極沒有
不知道是不是說的離子交換膜,不過你既然說電解,應該就是了
離子交換膜,一種含離子基團的、對溶液里的離子具有選擇透過能力的高分子膜。因為一般在應用時主要是利用它的離子選擇透過性,所以也稱為離子選擇透過性膜。
電解,電流通過物質而引起化學變化的過程。化學變化是物質失去或獲得電子(氧化或還原)的過程。電解過程是在電解池中進行的。電解池是由分別浸沒在含有正、負離子的溶液中的陰、陽兩個電極構成。電流流進負電極(陰極),溶液中帶正電荷的正離子遷移到陰極,並與電子結合,變成中性的元素或分子;帶負電荷的負離子遷移到另一電極(陽極),給出電子,變成中性元素或分子。
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離子交換膜在電解中有著比較重要的作用,當然並不是所有的電解都需要離子交換膜,離子交換膜的作用在於隔絕生成物中的某兩類物質,一般是兩種接觸直接反映的物質,如:電解氯化鈉時,一般會生成氯氣,氫氧化鈉。但這兩種物質一接觸便反應,生成了次氯酸鈉和氯化鈉,但當我們在陰陽極之間加上陽離子交換膜(即只有陽離子才能通過該膜)時,陽極會產生氯氣,但周圍都是氯化鈉,因此不會反映,可直接收集氯氣,陰極處生成氫氧根離子和氫氣,氫氣直接收集,這是另一邊的鈉離子便會通過膜和氫癢根離子在一起,成為了氫氧化鈉溶液,一個反應生成了三種我們需要的物質,這便是離子交換膜的一個最簡單的應用。
此反應中若沒有氧離子交換膜氫氧根離子會遷移到陽極,並和新生成的氯氣反應,有的話則氫氧根離子不會遷移到陽極。
3. 電解池離子交換膜到底有什麼用
離子交換膜是具有離子交換性能的、由高分子材料製成的薄膜(也有無機離子交換股,但其使用尚不普通)。它與離子交換樹脂相似,都是在高分子骨架上連接一個活性基團,但作用機理和方式、效果都有不同之處。當前市場上離子交換膜種類繁多,也沒有統一的分類方法。一般按膜的宏觀結構分為三大類:
1. 非均相離子交換膜 由粉末狀的離子交換樹脂加黏合劑混煉、拉片、加網熱壓而成。樹脂分散在黏合劑中,因而其化學結構是不均勻的。
2. 均相離子交換膜 均相離子交換膜系將活性基團引入一惰性支持物中製成。它沒有異相結構,本身是均勻的。其化學結構均勻,孔隙小,膜電阻小,不易滲漏,電化學性能優良,在生產中應用廣泛。但製作復雜,機械強度較低。
3. 半均相離子交換膜 也是將活性基團引入高分子支持物製成的。但兩者不形成化學結合,其性能介於均相離子交換膜和非均相離子交換膜之間。
此外,離子交換膜按功能及結構的不同,可分為陽離子交換膜、陰離子交換膜、兩性交換膜、鑲嵌離子交換膜、聚電解質復合物膜五種類型。離子交換膜的構造和離子交換樹脂相同,但為膜的形式。
離子交換膜可裝配成電滲析器而用於苦鹹水的淡化和鹽溶液的濃縮。電滲析裝置的淡化程度可達一次蒸餾水純度。也可應用於甘油、聚乙二醇的除鹽,分離各種離子與放射性元素、同位素,分級分離氨基酸等。此外,在有機和無機化合物的純化、原子能工業中放射性廢液的處理與核燃料的制備,以及燃料電池隔膜與離子選擇性電極中,也都採用離子交換膜。離子交換膜在膜技術領域中佔有重要的地位,它對仿生膜研究也將起重要作用。
4. 工業上利用電解飽和食鹽水中陽離子交換膜的作用是什麼
(1)只允許陽離子通過
(2)阻止分子和陰離子通過
如果分子和陰離子通過,那麼生成的Cl2就會與OH-反應。
5. 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。
6. 工業上電解飽和氯化鈉溶液時為什麼要用離子交換膜
電解飽和食鹽時陽極陰離子Cl-、OH-放電,Cl-的放電能力強於OH-,陽極:2Cl--2e-═Cl2↑,陰極:2H++2e-═H2↑;總反應為:2NaCl+2H2O 電解 . Cl2↑+H2↑+2NaOH,陰極:氫離子放電,產生氫氣.致使氫氧根離子濃度增大,鈉離子和氫氧根離子的增大都發生在陰極室,所以a出口導出的液體是氫氧化鈉溶液;陽極:氯離子放電,產生氯氣,致使鈉離子濃度升高,通過陽離子交換膜到達陰極室.所以d入口應加入精製飽和食鹽水;要乾燥Cl2需要用酸性乾燥劑濃硫酸或P2O5等,中性乾燥劑無水CaCl2.故答案為:氯氣;a;d;濃硫酸;(1)①SiCl4與H2和O2反應,產物有兩種,光導纖維的主要成分是SiO2,H、Cl元素必在另一產物中,H、Cl元素結合成HCl,然後配平即可,發生的化學方程式為:SiCl4+2H2+O2 高溫 . SiO2+4HCl;②由3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)?4SiHCl3(g)起始量(mol) n 0變化量(mol) 2x x 4x平衡量(mol) n-2x 4x4x=0.020mol/L×20L=0.4mol,x=0.1mol,n-2x=0.140mol/L×20L=2.8mol,n=3.0mol,由2NaCl+2H2O 電解 . Cl2↑+H2↑+2NaOH, 2mol 1mol(2×58.5)g1mol=m(NaCl)3mol,m(NaCl)=350g=0.35kg故答案為:SiCl4+2H2+O2 高溫 . SiO2+4HCl;0.35;(2)實驗室用鋅和稀硫酸製取氫氣,該反應是固液混合態且不需要加熱,所以不需要酒精燈,氫氣不易溶於水且密度小於空氣密度,所以可以採用向下排空氣法或排水法收集,故選e;實驗室製取氯氣是固液混合態且需要加熱,所以需要酒精燈,氯氣能溶於水且密度大於空氣,所以採用向上排空氣法收集,故選d;(3)由NaCl轉化為NaClO3,失去電子數為6,H2O轉化為H2,得到的電子數為2,設產生的H2體積為Vm3,由得失電子守恆得:6×213×103116.5mol=2×103V22.4mol,V=134.4m3,故答案為:134.4.
7. 為什麼氯鹼工業中用陽離子交換膜 不用陰離子 不用交換膜不行
因為氯離子和氫氧根離子都是陰離子要向陽極運動,同種電荷排斥異種電荷吸引。不用交換膜分離物質困難
8. 氯鹼工業中陽離子交換膜的作用是什麼
陽離子交換膜是對陽離子有選擇作用的膜,通常是磺酸型的,帶有固定基團和可解離的離子,如鈉型磺酸型固定基團是磺酸根,解離離子是鈉離子。
陽離子交換膜可以看作是一種高分子電解質,由於陽膜帶負電荷,雖然原來的解離正離子受水分子作用解離到水中,但在膜外通電通過電場作用,帶有正電荷的陽離子就可以通過陽膜,而陰離子因為同性排斥而不能通過,所以具有選擇透過性。
(8)電解為什麼要加陽離子交換膜擴展閱讀
性質
均相膜的電化學性能較為優良,但力學性能較差,常需其他纖維來增強。非均相膜的電化學性能比均相膜差,而力學性能較優,由於疏水性的高分子成膜材料和親水性的離子交換樹脂之間粘結力弱,常存在縫隙而影響離子選擇透過性。
離子交換膜的膜電阻和選擇透過性是膜的電化學性能的重要指標。陽離子在陽膜中透過性次序為: Li+>Na+>NH4+>K+>Rb+>Cs+>Ag+> Tl+>UO卂(這是什麼?)>Mg2+>Zn2+>Co2+>Cd2+> Ni2+>Ca2+>Sr2+>Pb2+>Ba2+
陰離子在陰膜中透過性次序為: F->CH3COO->HCOO->Cl->SCN->Br-> CrO娸>NO婣>I->(COO)卆(草酸根)>SO娸膜電阻是與離子在膜中的淌度有關的一個數值,根據不同測定和計算方法可分成體積電阻和表面電阻。
水在膜中的滲透率就是離子在透過膜時帶過去的水量。實用上水滲透率是膜的一個性能,其值愈大,在電滲析時水損失愈大,通常疏水性高分子材料膜中水滲透率遠低於親水性高分子材料膜。
參考資料來源:網路-陽離子交換膜
參考資料來源:網路-離子交換膜
9. 電解食鹽水是陽離子交換膜有什麼作用
主要是防止氯氣分子和陰離子通過。只能讓陽離子通過。
在陽極區:2cl--2e-=cl2,氯化鈉中的氯離子內放電變成氯氣跑容掉了,鈉離子在電場作用下,通過陽離子交換膜進入陰極區和陰極區水放電後留下的氫氧根離子組成氫氧化鈉。而此時陰極區水中的氫離子放電變成氫氣跑掉了,留下氫氧根離子。所以電解一段時間後,需要在陽極區補充濃的氯化鈉溶液,在陰極區及時把新生成的濃氫氧化鈉放掉。
10. 為什麼電解飽和食鹽水所用的離子交換膜只允許陽離子通過,為什麼非要用陽離子交換膜,用陰離子交換膜就不
正好我前幾天才去復紅四方氯鹼工業看制了看。這就是一個化學工藝的問題,簡單來說,我想通過電解NaCl飽和溶液同時獲得NaOH,Cl2,H2這三種產品,如果想用陰離子交換膜,那是交換什麼呢,OH-嗎?不行,氫氧根離子從陰極產生如果跨過膜之後會和陽極電解產生的氯氣反應。氯離子嗎?那更不可能了,因為想要獲得純的NaOH最好的辦法就是陰極不電解NaCl而是電解稀氫氧化鈉,根本不會有氯離子能遷移過去的。下邊附圖一張,不懂再問。