- Project Runeberg -  Teknisk Tidskrift / 1938. Kemi /
76

(1871-1962)
Table of Contents / Innehåll | << Previous | Next >>
  Project Runeberg | Like | Catalog | Recent Changes | Donate | Comments? |   

Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Sidor ...

scanned image

<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>


Below is the raw OCR text from the above scanned image. Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan. Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!

This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.

Teknisk Tidskrift

tast, medan över 735° företrädesvis natrium
avskiljes.

Vid smältelektrolys förekommer stundom en för
processen fördelaktig depolarisation, dvs. sänkning
av den erforderliga urladdningsspänningen, genom
att den bildade produkten reagerar med eller legerar
sig med elektrodmaterialet. Vid
aluminiumframställning minskas sålunda sönderdelningsspänningen från
ca 2,75 till 2,2 V genom att det vid anoden avskilda
syret reagerar med kolanoderna under bildning av
CO resp. C02. Vid ett av English Magnesium
C o. utarbetat magnesiumförfarande framställer man
först en magnesium-bly-legering, varur genom en
andra elektrolytisk process erhålles rent magnesium.
Trots att processen sålunda är uppdelad i två stadier
är den totala energiförbrukningen relativt låg genom
att MgCL-elektrolysen tack vare legeringsbildningen
kan genomföras med relativt låg cellspänning och
högt strömutbyte.

Vid elektrolys i vattenlösning spela som bekant
polarisationsfenomenen en stor roll, i det att
spänningsfallen vid elektroderna ofta betydligt överstiga
den teoretiska minimispänningen. Dessa fenomen
förklaras dels genom att jonernas diffusionshastighet
i lösningen är begränsad (koncentrationspolarisation,
fysikalisk polarisation) och dels genom att de vid
urladdningen av jonerna vid elektroderna förlöpande
reaktionerna i ett eller annat stadium försiggå med
en begränsad hastighet (överspänning, kemisk
polarisation). Då diffusions- och reaktionshastigheten
starkt ökas vid stigande temperatur är det att vänta,
att polarisationsfenomenen vid smältelektrolysen till
följd av den höga temperaturen skola vara mycket
mindre utpräglade än vid elektrolys av
vattenlösningar. Så är även förhållandet.1 I smältor,
bestående av ett enda ämne, är
koncentrationspolarisationen ytterst obetydlig, i en blandning av flera salter
däremot något större på grund av den mindre
metall-jonkoncentrationen. Någon överspänning synes ej
förekomma. Till följd av den ringa polarisationen kan
man vid smältelektrolys gå upp till mycket stora
strömtätheter på elektrodytorna, vanligen 100—200
A/dm2, vilket är en stor fördel. Som jämförelse kan
nämnas, att man vid elektrolys i vattenlösning går
upp med strömtätheten till 25—50 A/dm2 vid
användning av elektroder av ädelmetall, men vid
användning av andra elektrodmaterial vanligen håller
sig inom gränserna 3—15 A/dm2.

Vid smältelektrolysen uppträder emellertid ett
annat, mycket besvärande fenomen, den s. k.
anodeffekten, om strömtätheten på anoden överskrider en viss
gräns, den kritiska strömtätheten, vars storlek är
beroende av elektrolytens sammansättning och
temperatur. Denna effekt kännetecknas av, att anoden icke
längre vätes av elektrolyten utan betäckes med ett
gasskikt, genom vilket strömmen passerar under
bildning av talrika små ljusbågar. Anodeffekten, som
inträder mer eller mindre plötsligt, medför en stor
ökning av motståndet i cellen. Om cellen, såsom
vanligen är fallet, är inkopplad i en serie, genom
vilken en ström av konstant styrka upprätthålles,
ökas spänningen till 3 à 4 gånger den normala
cell-spänningen och naturligtvis i motsvarande grad även

i Aten, Den Hertog och Westenberg, Träns. Electrochem.
Soc. 47, 265 (1925).

värmeutvecklingen i cellen. Får anodeffekten
fortfara råkar smältan snart i kokning, varigenom
förlust av metall och elektrolyt samt skador å
infodringen och plåtmanteln kunna uppkomma. Om
man i tid observerar de första tecknen till en
inträdande anodeffekt kan man vanligen förhindra, att
den vidare utvecklar sig, om man genast tillför ny
beskickning och rör om i smältan. Har en större
spänningsstegring redan hunnit inträda måste man i
allmänhet koppla ur cellen och låta den svalna för
att kunna få bukt på anodeffekten.

Genom undersökningar av Arndt m. fi.1 har man
funnit, att ju renare det smälta saltet är och särskilt
ju mindre dess halt av oxid är, desto lägre är den
kritiska strömtätheten, eller med andra ord, desto
lättare inträder anodeffekten. I överensstämmelse
härmed står iakttagelsen, att den kritiska
strömtätheten är desto lägre, ju beständigare saltet är, dvs.
ju svårare saltet sönderdelas under oxidbildning.
Anodeffekten inträder därför lättare i en
fluorid-smälta än i en kloridsmälta, enär fluoriderna äro
kemiskt beständigare.

Dessa iakttagelser ha fullföljts av von
Wartenberg2, som visat, att såväl luftens syre som
fuktighetshalt förmår åstadkomma en viss spaltning av
smält klorkalcium i CaO och Cl2 respektive HCl och
att, om denna reaktion fullständigt förhindras genom
inledande av torr HCl-gas, så inträder anodeffekten
redan vid minimala strömtätheter. I en fullt
oxidfri smälta är smältelektrolys således praktiskt taget
omöjlig. På grund av en av Coehn3 gjord
iakttagelse, att elektrolytiskt utvecklade vätgasblåsor
förhöllo sig som om de buro elektriska laddningar, som
voro av olika tecken i sura och alkaliska lösningar,
leddes von Wartenberg till att undersöka, hur
kväv-gasblåsor förhöllo sig i en smälta av klorkalcium.
Han fann härvid, att gasblåsorna buro negativa
laddningar i en oxidfri smälta, men att en obetydlig
oxid-halt var tillräcklig för att ändra laddningen till
positiv. Härigenom var en tillfredsställande förklaring
till anodeffekten såsom ett elektroforetiskt fenomen
given. I en oxidfri smälta attraheras de vid anoden
utvecklade gaserna till följd av sina negativa
laddningar till anoden och bilda ett gasskikt, genom
vilket strömmen endast kan passera under
ljusbågsbildning. I en oxidhaltig smälta repelleras däremot
de positivt laddade gasblåsorna från anoden och
bortgå utan att åstadkomma några sådana störningar.

Strömutbytet.

Såsom redan förut nämnts är det vid
smältelektrolys svårt att uppnå ett högt strömutbyte på grund
av de stora diffusions- och reaktionshastigheter, som
förorsakas av den rådande höga temperaturen.
Utbytesförluster kunna sålunda uppstå genom

1) diffusion i smältan och återförening av
elektrodprodukterna,

2) förflyktigande eller oxidation i luften av
metallen,

3) reaktion mellan metallen och smältan eller
infodringen.

Av dessa förluster är det oftast svårast att
bemästra de som förorsakas av metallens spridning från

1 Arndt och Probst, Z. Elektrochem. 29, 323 (1923).

2 von Wartenberg, Z. Elektrochem. 32, 330 (1926).

3 Coehn, Z. Elektrochem. 29, 1 (1923).

76

8 okt. 1938

<< prev. page << föreg. sida <<     >> nästa sida >> next page >>


Project Runeberg, Mon Jan 11 20:14:29 2021 (aronsson) (download) << Previous Next >>
http://runeberg.org/tektid/1938k/0078.html

Valid HTML 4.0! All our files are DRM-free