Apakah Elektrolisis Diafragma?
Sep 22, 2022
Elektrolisis diafragma merujuk kepada menetapkan diafragma antara anod dan katod untuk memisahkan produk katod dan anod. Pemisah ialah lapisan telap berliang yang tidak menghalang penghijrahan ion dan laluan arus dan menjadikannya mengalir ke katod pada kelajuan tertentu, tetapi boleh menghalang penyebaran OH- ke anod dan menghalang percampuran mekanikal antara produk katod dan anod.
Pada masa ini, elektrolisis diafragma menegak lebih biasa digunakan dalam industri. Anod diperbuat daripada grafit atau logam, dan katod diperbuat daripada dawai berduri atau plat besi berlubang. Selepas memasukkan arus terus untuk elektrolisis, sebahagian daripada ion klorida dalam larutan air garam kehilangan elektron pada anod untuk menjana gas klorin dan melarikan diri. Baki ion natrium dalam larutan anod berhijrah ke katod bersama-sama dengan larutan, dan mengalir ke dalam elektrolit katod, di mana ion hidrogen memperoleh elektron di katod untuk menjana hidrogen dan melarikan diri dari ruang katod sel elektrolisis. Disebabkan oleh pelepasan berterusan ion hidrogen, gas hidrogen dibebaskan, yang seterusnya menggalakkan pengionan air. Baki ion hidroksida dan ion natrium dalam larutan membentuk larutan alkali, yang dilepaskan secara berterusan daripada sel elektrolitik bersama-sama dengan larutan natrium klorida yang tidak dielektrolisis. Air garam segar terus diisi semula dan dihasilkan secara berterusan dalam petak anod elektrolisis.
Memandangkan teknologi elektrolisis membran telah digunakan secara meluas dalam industri klor-alkali, proses pembuatan alkali terkini, kaedah elektrolisis membran pertukaran ion, diambil sebagai contoh untuk menggambarkan prinsipnya. Membran pertukaran kation digunakan untuk memisahkan ruang katod dan anod sel elektrolitik untuk membentuk sel elektrolitik dua ruang. Larutan NaCl tepu dimasukkan ke dalam ruang anod, dan air suling dimasukkan ke dalam ruang katod. Di bawah tindakan medan elektrik DC luaran, anod menghasilkan gas klorin dan katod menghasilkan gas hidrogen. Oleh kerana kumpulan tetap (R-SO-3-) membran pertukaran kation bercas negatif, ia menarik cas bertentangan ion Na tambah dalam larutan, dan akibatnya, hanya ion Na tambah dibenarkan melalui , manakala ion Cl- ditolak, jadi ion Na tambah Bergerak ke dalam petak katod, ia bergabung dengan OH- untuk menjana NaOH. Tindak balas utama elektrod ialah:
Dalam petak anod:
NaCl==Na tambah tambah Cl - (1)
2Cl==Cl2 tambah 2e (2)
Dalam petak katod:
H2O==H tambah tambah OH - (3)
2H tambah tambah 2e ==H2 (4)
Na tambah tambah OH-==NaOH (5)
Di atas adalah prinsip menggunakan membran pertukaran ion untuk mengelektrolisis air garam untuk menghasilkan alkali.
Tindak balas elektrod secara amnya ialah tindak balas pengurangan yang berlaku di katod dalam petak katodik, dan tindak balas pengoksidaan seperti pembebasan Cl2 berlaku di anod dalam petak anodik.
