1. 氯鹼工業中離子交換膜的作用是什麼
離子交換膜具有選擇透過性。它只讓Na + 帶著少量水分子透過,其它離子難以透過。電解時從電解槽的下部往陽極室注入經過嚴格精製的 NaCl溶液,往陰極室注入水。在陽極室中Cl - 放電,生成 C1 2 ,從電解槽頂部放出,同時 Na + 帶著少量水分子透過陽離子交換膜流向陰極室。在陰極室中 H + 放電,生成 H 2 ,也從電解槽頂部放出。但是剩餘的 OH - 由於受陽離子交換膜的阻隔,不能移向陽極室,這樣就在陰極室里逐漸富集,形成了 NaOH溶液。隨著電解的進行,不斷往陽極室里注入精製食鹽水,以補充NaCl的消耗;不斷往陰極室里注入水,以補充水的消耗和調節產品NaOH的濃度。所得的鹼液從陰極室上部導出。因為陽離子交換膜能阻止Cl - 通過,所以陰極室生成的 NaOH溶液中含NaCl雜質很少。用這種方法製得的產品比用隔膜法電解生產的產品濃度大,純度高,而且能耗也低,所以它是目前最先進的生產氯鹼的工藝。
2. 氯鹼工業中離子交換膜的作用是什麼
離子交換膜具有選擇透過性.它只讓Na + 帶著少量水分子透過,其它離子難以透過.電解時從電解槽的下部往陽極室注入經過嚴格精製的 NaCl溶液,往陰極室注入水.在陽極室中Cl - 放電,生成 C1 2 ,從電解槽頂部放出,同時 Na +...
3. 工業製取氯氣為什麼用陽離子交換膜,可以用陰離子交換膜嗎
不可以。。。【捂臉】
在氯鹼工業中,陽離子交換膜能防止陰極產生的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。
若用陰離子交換膜,Cl-和OH-都聚集在陽極,在陽極區的Na+和OH-形成NaOH。NaOH與Cl2反應降低了燒鹼純度。
准確點說,氯鹼工業中的離子交換膜只能允許H+,Na+通過,不允許Cl-,OH-通過,這樣才能提高電流功率和燒鹼純度。
所以用陽離子交換膜,不能用陰離子交換膜
4. 氯鹼工業中離子交換膜的作用是什麼
離子交換膜具有選擇透過性。它只讓Na
+
帶著少量水分子透過,其它離子難以透過。電解時從電解槽的下部往陽極室注入經過嚴格精製的
NaCl溶液,往陰極室注入水。在陽極室中Cl
-
放電,生成
C1
2
,從電解槽頂部放出,同時
Na
+
帶著少量水分子透過陽離子交換膜流向陰極室。在陰極室中
H
+
放電,生成
H
2
,也從電解槽頂部放出。但是剩餘的
OH
-
由於受陽離子交換膜的阻隔,不能移向陽極室,這樣就在陰極室里逐漸富集,形成了
NaOH溶液。隨著電解的進行,不斷往陽極室里注入精製食鹽水,以補充NaCl的消耗;不斷往陰極室里注入水,以補充水的消耗和調節產品NaOH的濃度。所得的鹼液從陰極室上部導出。因為陽離子交換膜能阻止Cl
-
通過,所以陰極室生成的
NaOH溶液中含NaCl雜質很少。用這種方法製得的產品比用隔膜法電解生產的產品濃度大,純度高,而且能耗也低,所以它是目前最先進的生產氯鹼的工藝。
5. 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
氯鹼工業是為了得到NaOH溶液、Cl2、H2
總反應方程式為:2NaCl+2H20=電解=2NaOH+Cl2↑+H2↑
陽極反應:2Cl- - 2e- ==Cl2↑ ,是Cl-失電子被氧化成Cl2
陰極反應:2H2O + 2e- ==2OH- + H2↑ ,是水得電子被還原成H2
由於陰極區氫氧根較多,為了得到NaOH所以採用的不是陰膜而是陽膜,讓陽極區的Na+通過而平衡電荷,起到鹽橋的作用;同時可以隔開陽極和陰極,防止產物混合,如H2和Cl2混合會爆炸,Cl2和NaOH混合會使NaOH不純。
1| 氯離子的來源及危害
Cl-可與Na+、Ca2+、Mg2+、K+等的離子形成氯化物。地表水中氯化物的來源有自然源和人為源兩類。自然源主要有兩種:一是水源流過含氯化物地層,導致食鹽礦床和其他含氯沉積物溶解於水;二是接近海洋的河流或江水受到潮水和海水吹來的風的影響,導致水中氯化物含量增加。人為源主要有采礦、石油化工、食品、冶金、製革(鞣革)、化學制葯、造紙、紡織、油漆、顏料和機械製造等行業所排放的工業廢水以及人類生活所產生的生活污水,其中工業排放是最主要來源。
工業廢水中氯化物含量較高,如泡菜行業腌漬廢水氯離子濃度可達1153000mg/L,如不加控制直接排入水體,將嚴重危害水環境、破壞水平衡,影響水質,對漁業生產、農業灌溉、淡水資源造成影響,嚴重時甚至會污染地下水和引用水源。比如,水中氯化物含量過高時,會腐蝕金屬管道和構築物、妨礙植物生長、影響土壤銅的活性、引起土壤鹽鹼化(特別是四川地區)、使人類及生物中毒。當水中陽離子為鎂,氯化物濃度為100mg/L 時,即可使人致毒。
6. 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.
7. 化學問題什麼是兩性離子交換膜主要內容
一般以-nh3+、-nr2h+或者-pr3+等陽離子作為活性交換基團,陽離子交換膜可以看作是一種高分子電解質,而陰離子因為同性排斥而不能通過、水處理工業。陰離子交換膜具有非常廣泛的應用,在氯鹼工業、新型超級電容器等方面的應用也得到關注和研究,它是分離裝置、濕法冶金以及電化學工業等領域都起到舉足輕重的作用[1]
,他的高分子母體是不溶解的,並且在陰極產生oh-作為載流子,而連接在母體上的磺酸集團帶有負電荷和可解離離子相互吸引著、重金屬回收,陰離子交換膜作為電池隔膜在液流儲能電池,他們具有親水性由於陽膜帶負電荷離子交換膜是對離子具有選擇透過性的高分子材料製成的薄膜,帶有固定基團和可解離的離子
如鈉型磺酸型、提純裝置以及電化學組件中的重要組成部分,因此還被稱為離子選擇透過性膜,帶有正電荷的陽離子就可以通過陽膜,陽離子膜通常是磺酸型的,隨著新型化學電源的發展,但在膜外我們通電通過電場作用,對陰離子具有選擇透過性作用。近年來,所以具有選擇透過性,經過陰離子交換膜的選擇透過性作用移動到陽極:固定基團是磺酸根
解離離子是鈉離子,雖然原來的解離正離子受水分子作用解離到水中。
陰離子交換膜的本質是一種鹼性電解質、鹼性陰離子交換膜燃料電池
8. 陰陽離子交換膜是干什麼
離子交換膜是對離子具有選擇透過性的高分子材料製成的薄膜,陽離子膜通常是磺酸型的,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,他的高分子母體是不溶解的,而連接在母體上的磺酸集團帶有負電荷和可解離離子相互吸引著,他們具有親水性由於陽膜帶負電荷,雖然原來的解離正離子受水分子作用解離到水中,但在膜外我們通電通過電場作用,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。
陰離子交換膜的本質是一種鹼性電解質,對陰離子具有選擇透過性作用,因此還被稱為離子選擇透過性膜。一般以-NH3+、-NR2H+或者-PR3+等陽離子作為活性交換基團,並且在陰極產生OH-作為載流子,經過陰離子交換膜的選擇透過性作用移動到陽極。陰離子交換膜具有非常廣泛的應用,它是分離裝置、提純裝置以及電化學組件中的重要組成部分,在氯鹼工業、水處理工業、重金屬回收、濕法冶金以及電化學工業等領域都起到舉足輕重的作用[1]
。近年來,隨著新型化學電源的發展,陰離子交換膜作為電池隔膜在液流儲能電池、鹼性陰離子交換膜燃料電池、新型超級電容器等方面的應用也得到關注和研究。
9. 用於交換膜燃料電池和氯鹼工業的氯鹼離子膜的區別
離子交換膜是對離子具有選擇透過性的高分子材料製成的薄膜,陽離子膜通常是磺酸型的,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,他的高分子母體是不溶解的,而連接在母
10. 氯鹼工業
離子交換膜:一種半透膜,在濕潤狀態下,只能通過離子,而分子不能通過。在電解制氯行業,用得最好的膜是美國杜邦公司的產品,但價格也很昂貴。
NaCl在水中以兩種離子形式存在,即Na+和Cl-,由於受到異性電荷互相吸引的作用,在水中通直流電,Na+向負極移動,但水中含有更多的H+及OH-離子,Na+較H+更活潑,因此H+在負極上得到電子,即2e+2H+=H2,即在負極側產生氫氣。
Cl-離子向正極移動,在正極上失去電子,即2Cl- -2e=Cl2,即在正極側產生氯氣。
由於離子膜的特性是分子不能通過,因此膜兩邊的氫氣和氯氣不能相互混合,分別產生兩種氣體。
電解液中的四種離子Na+、Cl-、H+、OH-離子被消耗的是Cl-、H+,剩下的是Na+、OH-,兩種離子結合成NaOH。
因此電解食鹽水的產物為:氯氣、氫氣、氫氧化鈉。
至於離子交換的原理及為什麼會有Mg離子存在,請查閱初中化學。