охт (6sem) / labs 6sem / 4лаб Электрохимическое получение гидроксида натрия, хлора и водорода диафрагменным методом

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«МИРЭА – Российский технологический университет»

РТУ МИРЭА

Институт тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова

(наименование Института)

Кафедра общей химической технологии (ОХТ)

(наименование кафедры)

ОТЧЕТ

о лабораторной работе:

«Электрохимическое получение гидроксида натрия, хлора и водорода диафрагменным методом»

Работу выполнил

Студент группы

Руководитель работы

Москва, МИТХТ 2019

1. Цель работы

Знакомство студентов с основными закономерностями протекания электролиза в диафрагменной ванне непрерывного действия, особенностями расчета основных технологических показателей и составлением материального баланса электрохимического процесса.

2. Теоретическая часть

Электролиз концентрированного раствора хлорида натрия можно охарактеризовать как сложный гетерогенный процесс, протекающий на границе раздела фаз: твердый электрод – жидкий электролит – газ.

Процесс может быть описан суммарным уравнением:

2NaCl + 2Н₂О = 2NaOH + H₂ + Cl₂(2.2.1)

электролит катодный анодный

продукт продукт

В реальных условиях получения гидроксида натрия в ванне диафрагменного типа протекают следующие основные электродные реакции:

на катоде выделение водорода (процесс восстановления):

К 2Н₂О + 2е^- = Н₂ + 2ОН^- (2.2.2)

на аноде - хлора (процесс окисления):

А 2Cl^- – 2e^- = Cl₂ (2.2.3)

3. Описание лабораторной установки

Схема установки для электролиза водного раствора хлорида натрия представлена на рис. 1 и состоит из выпрямителя 8, электролизера 1, выполненного из органического стекла, имеющего в верхней крышке дозатор электролита 5 и патрубок для отвода анодных газов, а в нижней части патрубок для вывода католита и водорода. Католит собирают в мерный цилиндр 4.

Рис. 1Схема установки электролиза водного раствора хлорида натрия.

4. Исходные и экспериментальные данные

Дата __._______.____г.

Температура в лаборатории _____^ОС

Барометрическое давление _____мм рт. ст.

Концентрация хлорида натрия

в электролите _310_^г/_л ( 26 масс. %)

Плотность электролита _1,2_^г/_см3

Размеры анода:

диаметр(d) _8_ см

высота(h) _1,5_ см

Рабочая поверхность анода, S_A_____ см²

Анодная плотность тока, i_A _____ ^А/_м2

Теоретическая масса гидроксида

натрия(G_T) (за 10 мин) _____ г

Нормальность (эквивалентная

концентрация) серной кислоты

для титрования () _____ ^моль/_л

Таблица 1

Экспериментальные данные

Операция	Время от начала опыта, мин	Сила тока, А	Напря-жение, В	Объем пробы като-лита, мл	Объем H2SO4, мл	Кол-во NaOH, г	Выход по току, %
Оценка расхода электро-лита:
Проба 1	10
Проба 2	20
Определение выхода по току:
Проба 1	30
Пробы 2	40
Пробы 3	50
Пробы 4	60

Таблица 2

Материальный баланс процесса электролиза

Базис _______

Введено				Получено
Исходные вещества	Масса, г	% масс.	Продукты электролиза		Масса, г	% масс.
Электролит: NaCl H2O			Католит: NaCl NaOH H2O NaClO Анодный газ: Cl2 Катодный газ: H2 Невязка
Всего		100	Всего			100