A. 离子膜电解法的离子膜电解法
莱特.莱德又称膜电槽电解法,是利用阳离子交换膜将单元电解槽分隔为阳极室和内阴极室,使电解容产品分开的方法。离子膜电解法是在离子交换树脂(见离子交换剂)的基础上发展起来的一项新技术。利用离子交换膜对阴阳离子具有选择透过的特性,容许带一种电荷的离子通过而限制相反电荷的离子通过,以达到浓缩、脱盐、净化、提纯以及电化合成的目的。
经过两次精制的浓食盐水溶液连续进入阳极室(图1),钠离子在电场作用下透过阳离子交换膜向阴极室移动,进入阴极液的钠离子连同阴极上电解水而产生的氢氧离子生成氢氧化钠,同时在阴极上放出氢气。食盐水溶液中的氯离子受到膜的限制,基本上不能进入阴极室而在阳极上被氧化成为氯气。部分氯化钠电解后,剩余的淡盐水流出电解槽经脱除溶解氯,固体盐重饱和以及精制后,返回阳极室,构成与水银法类似的盐水环路。离开阴极室的氢氧化钠溶液一部分作为产品,一部分加入纯水后返回阴极室。碱液的循环有助于精确控制加入的水量,又能带走电解槽内部产生的热量。
B. 阴阳极方程式怎么写,选择什么离子交换膜,为什么尽可能详细点谢谢
左边硫元素被还原,因此是阴极,电极反应方程式为:
2SO3 2- + 4H+ + 2e- == S2O4 2- + 2H2O
右边硫元素被氧化,因此是阳极版,电极反应方程式权为:
SO2 -2e- + H2O == SO4 2- + 2H+
以上两个化学方程式书写的时候,实际上H+和H2O先不写,先按照氧化还原反应得失电子配平主要离子,然后再加H+和水配平H和O。
这里的离子交换膜首先要起到隔绝阴离子的作用(不然S2O4 2-不能从左边获得,还有可能到右边;同理H2SO4也不能从右边获得)。因此,只能是阳离子交换膜。同时,注意到两个电极反应方程式,阳极生成H+,阴极消耗H+,因此是H+在进行流动,所以需要阳离子交换膜。
C. 求助阳离子交换膜的购买经验,如何选择
离子交换膜具有选择透过性。
它只让Na + 带着少量水分子透过,其它离子难以回透过。
电解时从答电解槽的下部往阳极室注入经过严格精制的 NaCl溶液,往阴极室注入水。
在阳极室中Cl - 放电,生成 C1 2 ,从电解槽顶部放出,同时 Na + 带着少量水分子透过阳离子交换膜流向阴极室。
在阴极室中 H + 放电,生成 H 2 ,也从电解槽顶部放出。
但是剩余的 OH - 由于受阳离子交换膜的阻隔,不能移向阳极室,这样就在阴极室里逐渐富集,形成了 NaOH溶液。
随着电解的进行,不断往阳极室里注入精制食盐水,以补充NaCl的消耗;
不断往阴极室里注入水,以补充水的消耗和调节产品NaOH的浓度。
所得的碱液从阴极室上部导出。
因为阳离子交换膜能阻止Cl - 通过,所以阴极室生成的 NaOH溶液中含NaCl杂质很少。
用这种方法制得的产品比用隔膜法电解生产的产品浓度大,纯度高,而且能耗也低,所以它是目前最先进的生产氯碱的工艺。
D. 高中知识电解池里的离子交换膜功能是什么为什么要用
比如电解氯化钠溶液,一边放出氯气,一边放出氢气,如果不采取措施,氯气就会和氢氧化钠再反应,虽然生成的氯化钠可以被再放出来,但是次氯酸钠就没法处理了。为了防止这些副反应的发生,我们就可以用离子交换膜把氢氧根锁在另一边,让它过不来(虽然氯气那边还有极微量的氢氧根,那已经不足以产生很大误差了)这就是一个例子.
E. 高中化学题,这一题B选项如何理解电化学哩如何判断电解槽中的离子交换膜是哪种
写出阳极反应式,会发现生成了四个氢离子,这些氢离子去哪里了?就是通过离子交换膜到阴极区域去了 懂了吗 就是通过阴阳极的反应式跟两边所生成的组织来判断各种物质的去向 和来源
F. 电解池离子交换膜到底有什么用
离子交换膜是具有离子交换性能的、由高分子材料制成的薄膜(也有无机离子交换股,但其使用尚不普通)。它与离子交换树脂相似,都是在高分子骨架上连接一个活性基团,但作用机理和方式、效果都有不同之处。当前市场上离子交换膜种类繁多,也没有统一的分类方法。一般按膜的宏观结构分为三大类:
1. 非均相离子交换膜 由粉末状的离子交换树脂加黏合剂混炼、拉片、加网热压而成。树脂分散在黏合剂中,因而其化学结构是不均匀的。
2. 均相离子交换膜 均相离子交换膜系将活性基团引入一惰性支持物中制成。它没有异相结构,本身是均匀的。其化学结构均匀,孔隙小,膜电阻小,不易渗漏,电化学性能优良,在生产中应用广泛。但制作复杂,机械强度较低。
3. 半均相离子交换膜 也是将活性基团引入高分子支持物制成的。但两者不形成化学结合,其性能介于均相离子交换膜和非均相离子交换膜之间。
此外,离子交换膜按功能及结构的不同,可分为阳离子交换膜、阴离子交换膜、两性交换膜、镶嵌离子交换膜、聚电解质复合物膜五种类型。离子交换膜的构造和离子交换树脂相同,但为膜的形式。
离子交换膜可装配成电渗析器而用于苦咸水的淡化和盐溶液的浓缩。电渗析装置的淡化程度可达一次蒸馏水纯度。也可应用于甘油、聚乙二醇的除盐,分离各种离子与放射性元素、同位素,分级分离氨基酸等。此外,在有机和无机化合物的纯化、原子能工业中放射性废液的处理与核燃料的制备,以及燃料电池隔膜与离子选择性电极中,也都采用离子交换膜。离子交换膜在膜技术领域中占有重要的地位,它对仿生膜研究也将起重要作用。
G. 简述离子膜 电解
不知道是不是说的离子交换膜,不过你既然说电解,应该就是了
离子交换膜,一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。因为一般在应用时主要是利用它的离子选择透过性,所以也称为离子选择透过性膜。
电解,电流通过物质而引起化学变化的过程。化学变化是物质失去或获得电子(氧化或还原)的过程。电解过程是在电解池中进行的。电解池是由分别浸没在含有正、负离子的溶液中的阴、阳两个电极构成。电流流进负电极(阴极),溶液中带正电荷的正离子迁移到阴极,并与电子结合,变成中性的元素或分子;带负电荷的负离子迁移到另一电极(阳极),给出电子,变成中性元素或分子。
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离子交换膜在电解中有着比较重要的作用,当然并不是所有的电解都需要离子交换膜,离子交换膜的作用在于隔绝生成物中的某两类物质,一般是两种接触直接反映的物质,如:电解氯化钠时,一般会生成氯气,氢氧化钠。但这两种物质一接触便反应,生成了次氯酸钠和氯化钠,但当我们在阴阳极之间加上阳离子交换膜(即只有阳离子才能通过该膜)时,阳极会产生氯气,但周围都是氯化钠,因此不会反映,可直接收集氯气,阴极处生成氢氧根离子和氢气,氢气直接收集,这是另一边的钠离子便会通过膜和氢痒根离子在一起,成为了氢氧化钠溶液,一个反应生成了三种我们需要的物质,这便是离子交换膜的一个最简单的应用。
H. 离子交换膜的类型
材料:有机膜、无机膜
结构:对称膜(微孔膜、均质膜)、非对称膜、复合膜
形状:平板膜、管式膜、中空纤维膜、卷式
分离机理: 扩散性膜 、离子交换膜、选择性膜、非选择性膜
分离过程:反渗透膜、渗透膜、气体分离膜、电渗析膜、渗析膜、渗透蒸发膜
孔径大小:微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜
分离膜由高分子、金属、陶瓷等材料制造,以高分子材料居多,按其物态又可分为固膜、液膜与气膜三类。气膜分离尚处于实验研究中,液膜已有中试规模的工业应用,主要用于废水处理中。
目前大规模工业应用的多为固膜,固膜主要以高分子合成膜为主,高分子膜可制成致密的或多孔的、对称的或不对称的。
近年来,无机陶瓷膜材料发展迅猛并进入工业应用,尤其是在微滤、超滤及膜催化反应及高温气体分离中的应用,充分展示了其化学性质稳定、耐高温、机械强度高等优点。陶瓷膜和金属膜亦可以是对称或不对称的,但制备方法完全不同。
I. 衡量电渗析离子交换膜性能的指标有哪些
衡量电渗析离子交换膜性能的指标有哪些?
电渗析法的关键在于电渗析器的性能,而电渗析器性能的关键又取决于离子交换膜的性能。离子交换膜性能的具体衡量指标有以下几方面。
(1)膜的选择透过性指标膜的选择透过性是离子交换膜最重要的性能,可用迁移数和膜电λ来表征膜的选择透过性。极端情况下,理想膜只允许反离子通过,不允许同离子通过,即此时反离子的迁移数为1,同离子的迁移数为零。因此可用迁移数定量地表示膜的选择透过性。
用离子交换膜分隔两种浓度不同的电解质溶液,横跨膜的电λ差就是膜电λ。膜电λ的大小取决于膜的离子选择透过性和膜两侧溶液的浓度差。因此,在一定的浓差及温度下,可以用膜电λ表征膜的选择透过性。
(2)交换容量 指单λ膜样品中所含活性基团的数量。通常以单λ干重(g)的膜所含可交换离子的物质的量(mm01)表示。膜的选择透过性及导电性能均与膜的交换容量大小相关。膜的交换容量一般在1~3mmol/g干膜。
(3)导电性膜的导电性可以用电阻率、电导率或面电阻表示。面电阻是指单λ膜面积所具有的电阻,单λa/cm2膜。完全干燥的膜基本不导电,膜的导电性能是由含水膜中的电解质溶液实现的,因此膜的导电性与溶液及膜中的离子种类、浓度以及溶液温度、膜自身的特性等相关,通常要求膜的导电能力应大于溶液的导电能力。
(4)含水率它表示湿膜中所含水的百分数(可以单λ质量干膜或湿膜计)。含水率与膜的活性基团数量、交联度以及电解质溶液的离子种类、平衡浓度相关。其数值通常在30 9/6~50%范Χ。
(5)厚度膜的厚度与膜电阻和机械强度相关。在保证一定机械强度的前提下,膜越薄,其电阻就越小,导电性能也就越好。通常异相膜的厚度约1mm,均相膜厚度约0.2~0.6mm,最薄的为O.015mm。
(6)破裂强度 膜在实际应用中所能承受的最大垂直压力。破裂强度是衡量膜的机械强度的重要指标之一。在电渗析器操作中,膜两侧所受到的流体压力不可能相等,因此膜必须具备足够的机械强度,以免因膜的破裂造成浓室和淡室贯通而使电渗析器无法运行。国产膜的破裂强度为0.3~1.0MPa。
J. 电解法离子交换膜的主要成分
1,离子交换膜电解槽主要由阳极,阴极,离子交换膜,电解槽框和导电铜棒等组成,每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。
2,电解槽的阳极用金属钛网制成,为了延长电极使用寿命和提高电解效率,钛阳极网上涂有钛,钌等氧化物涂层;阴极由碳钢网制成,上面涂有镍涂层;阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室。
1,阳离子交换膜有一种特殊的性质,即它只允许阳离子通过,而阻止阴离子和气体通过,也就是说只允许Na++通过,而Cl-,OH-和气体则不能通过.这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸,又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。
2,精制的饱和食盐水进入阳极室;纯水(加入一定量的NaOH溶液)加入阴极室.通电时,H2O在阴极表面放电生成H2,Na++穿过离子膜由阳极室进入阴极室,导出的阴极液中含有NaOH;Cl-则在阳极表面放电生成Cl2.电解后的淡盐水从阳极导出,可重新用于配制食盐水。
1,电解法制碱的主要原料是饱和食盐水,由于粗盐水中含有泥沙,Ca2++,Mg2++,Fe3++,SO42-杂质,不符合电解要求,因此必须经过精制。
2,精制食盐水时经常加入BaCl2,Na2CO3,NaOH等,使杂质成为沉淀过滤除去,然后加入盐酸调节盐水的pH.例如:
3,为了除去SO42-,可以先加入BaCl2溶液,然后再加Na2CO3溶液,以除去过量的Ba2++:
Ba2++SO4-6=BaSO4
CO32-+Ba2+=BaCO3
这样处理后的盐水仍含有一些Ca2++,Mg2++等金属离子,由于这些阳离子在碱性环境中会生成沉淀,损坏离子交换膜,因此该盐水还需送入阳离子交换塔,进一步通过阳离子交换树脂除去Ca2++,Mg2++等.这时的精制盐水就可以送往电解槽中进行电解了.