1. 氯碱工业中离子交换膜的作用是什么
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,其它离子难以透过。电解时从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。
2. 氯碱工业中离子交换膜的作用是什么
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,其它离子难以透过.电解时从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 +...
3. 工业制取氯气为什么用阳离子交换膜,可以用阴离子交换膜吗
不可以。。。【捂脸】
在氯碱工业中,阳离子交换膜能防止阴极产生的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。
若用阴离子交换膜,Cl-和OH-都聚集在阳极,在阳极区的Na+和OH-形成NaOH。NaOH与Cl2反应降低了烧碱纯度。
准确点说,氯碱工业中的离子交换膜只能允许H+,Na+通过,不允许Cl-,OH-通过,这样才能提高电流功率和烧碱纯度。
所以用阳离子交换膜,不能用阴离子交换膜
4. 氯碱工业中离子交换膜的作用是什么
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,其它离子难以透过。电解时从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。
5. 为什么氯碱工业中用阳离子交换膜 不用阴离子 不用交换膜不行
氯碱工业是为了得到NaOH溶液、Cl2、H2
总反应方程式为:2NaCl+2H20=电解=2NaOH+Cl2↑+H2↑
阳极反应:2Cl- - 2e- ==Cl2↑ ,是Cl-失电子被氧化成Cl2
阴极反应:2H2O + 2e- ==2OH- + H2↑ ,是水得电子被还原成H2
由于阴极区氢氧根较多,为了得到NaOH所以采用的不是阴膜而是阳膜,让阳极区的Na+通过而平衡电荷,起到盐桥的作用;同时可以隔开阳极和阴极,防止产物混合,如H2和Cl2混合会爆炸,Cl2和NaOH混合会使NaOH不纯。
1| 氯离子的来源及危害
Cl-可与Na+、Ca2+、Mg2+、K+等的离子形成氯化物。地表水中氯化物的来源有自然源和人为源两类。自然源主要有两种:一是水源流过含氯化物地层,导致食盐矿床和其他含氯沉积物溶解于水;二是接近海洋的河流或江水受到潮水和海水吹来的风的影响,导致水中氯化物含量增加。人为源主要有采矿、石油化工、食品、冶金、制革(鞣革)、化学制药、造纸、纺织、油漆、颜料和机械制造等行业所排放的工业废水以及人类生活所产生的生活污水,其中工业排放是最主要来源。
工业废水中氯化物含量较高,如泡菜行业腌渍废水氯离子浓度可达1153000mg/L,如不加控制直接排入水体,将严重危害水环境、破坏水平衡,影响水质,对渔业生产、农业灌溉、淡水资源造成影响,严重时甚至会污染地下水和引用水源。比如,水中氯化物含量过高时,会腐蚀金属管道和构筑物、妨碍植物生长、影响土壤铜的活性、引起土壤盐碱化(特别是四川地区)、使人类及生物中毒。当水中阳离子为镁,氯化物浓度为100mg/L 时,即可使人致毒。
6. 氯碱工业在生产过程中必需把阳极室和阴极室用离子交换膜隔开,为什么
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.
Cl-比OH-更易失去电子,在阳极被氧化成氯原子,氯原子结合成氯分子放出.
阳极反应:2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反应)
H+比Na+容易得到电子,因而H+不断地从阴极获得电子被还原为氢原子,并结合成氢分子从阴极放出.
阴极反应:2H++2e-=H2↑(还原反应)
总反应
2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2
工业上利用这一反应原理,制取烧碱、氯气和氢气.
在上面的电解饱和食盐水的实验中,电解产物之间能够发生化学反应,如NaOH溶液和Cl2能反应生成NaClO、H2和Cl2混合遇火能发生爆炸.在工业生产中,要避免这几种产物混合,常使反应在特殊的电解槽中进行.
7. 化学问题什么是两性离子交换膜主要内容
一般以-nh3+、-nr2h+或者-pr3+等阳离子作为活性交换基团,阳离子交换膜可以看作是一种高分子电解质,而阴离子因为同性排斥而不能通过、水处理工业。阴离子交换膜具有非常广泛的应用,在氯碱工业、新型超级电容器等方面的应用也得到关注和研究,它是分离装置、湿法冶金以及电化学工业等领域都起到举足轻重的作用[1]
,他的高分子母体是不溶解的,并且在阴极产生oh-作为载流子,而连接在母体上的磺酸集团带有负电荷和可解离离子相互吸引着、重金属回收,阴离子交换膜作为电池隔膜在液流储能电池,他们具有亲水性由于阳膜带负电荷离子交换膜是对离子具有选择透过性的高分子材料制成的薄膜,带有固定基团和可解离的离子
如钠型磺酸型、提纯装置以及电化学组件中的重要组成部分,因此还被称为离子选择透过性膜,带有正电荷的阳离子就可以通过阳膜,阳离子膜通常是磺酸型的,随着新型化学电源的发展,但在膜外我们通电通过电场作用,对阴离子具有选择透过性作用。近年来,所以具有选择透过性,经过阴离子交换膜的选择透过性作用移动到阳极:固定基团是磺酸根
解离离子是钠离子,虽然原来的解离正离子受水分子作用解离到水中。
阴离子交换膜的本质是一种碱性电解质、碱性阴离子交换膜燃料电池
8. 阴阳离子交换膜是干什么
离子交换膜是对离子具有选择透过性的高分子材料制成的薄膜,阳离子膜通常是磺酸型的,带有固定基团和可解离的离子 如钠型磺酸型:固定基团是磺酸根
解离离子是钠离子,阳离子交换膜可以看作是一种高分子电解质,他的高分子母体是不溶解的,而连接在母体上的磺酸集团带有负电荷和可解离离子相互吸引着,他们具有亲水性由于阳膜带负电荷,虽然原来的解离正离子受水分子作用解离到水中,但在膜外我们通电通过电场作用,带有正电荷的阳离子就可以通过阳膜,而阴离子因为同性排斥而不能通过,所以具有选择透过性。
阴离子交换膜的本质是一种碱性电解质,对阴离子具有选择透过性作用,因此还被称为离子选择透过性膜。一般以-NH3+、-NR2H+或者-PR3+等阳离子作为活性交换基团,并且在阴极产生OH-作为载流子,经过阴离子交换膜的选择透过性作用移动到阳极。阴离子交换膜具有非常广泛的应用,它是分离装置、提纯装置以及电化学组件中的重要组成部分,在氯碱工业、水处理工业、重金属回收、湿法冶金以及电化学工业等领域都起到举足轻重的作用[1]
。近年来,随着新型化学电源的发展,阴离子交换膜作为电池隔膜在液流储能电池、碱性阴离子交换膜燃料电池、新型超级电容器等方面的应用也得到关注和研究。
9. 用于交换膜燃料电池和氯碱工业的氯碱离子膜的区别
离子交换膜是对离子具有选择透过性的高分子材料制成的薄膜,阳离子膜通常是磺酸型的,带有固定基团和可解离的离子 如钠型磺酸型:固定基团是磺酸根 解离离子是钠离子,阳离子交换膜可以看作是一种高分子电解质,他的高分子母体是不溶解的,而连接在母
10. 氯碱工业
离子交换膜:一种半透膜,在湿润状态下,只能通过离子,而分子不能通过。在电解制氯行业,用得最好的膜是美国杜邦公司的产品,但价格也很昂贵。
NaCl在水中以两种离子形式存在,即Na+和Cl-,由于受到异性电荷互相吸引的作用,在水中通直流电,Na+向负极移动,但水中含有更多的H+及OH-离子,Na+较H+更活泼,因此H+在负极上得到电子,即2e+2H+=H2,即在负极侧产生氢气。
Cl-离子向正极移动,在正极上失去电子,即2Cl- -2e=Cl2,即在正极侧产生氯气。
由于离子膜的特性是分子不能通过,因此膜两边的氢气和氯气不能相互混合,分别产生两种气体。
电解液中的四种离子Na+、Cl-、H+、OH-离子被消耗的是Cl-、H+,剩下的是Na+、OH-,两种离子结合成NaOH。
因此电解食盐水的产物为:氯气、氢气、氢氧化钠。
至于离子交换的原理及为什么会有Mg离子存在,请查阅初中化学。