Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 15. 15 april 1950 - Framställning av vätesuperoxid, av Gösta Wranglén
<< 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.
326
TEKNISK TIDSKRIFT
I ammoniumsajthaltiga lösningar oxideras
dessutom frigjord ammoniak därvid till nitrater vid
anoden. På grund av vätgasutveckling vid
katoden blir en ursprungligen neutral lösning lätt
alkalisk, och i praktiken finner man det därför
fördelaktigast att arbeta med lösningar
innehållande fri syra motsvarande ca 20 % av totala
sulfathalten.
Bireaktioner
Anodreaktionerna säger inte allt om de
lämpligaste elektrolysbetingelserna. I lösningen sker
nämligen flera bireaktioner, som försämrar
strömutbytet. De mest störande av dessa är
översvavelsyrans hydrolys redan under
elektrolysen till sulfomonopersyra (Caros syra)
HoS208 + Ho O = H„S05 + HOS04
och dennas vidare sönderdelning enligt
H2SOs + H20 = H2SO4 + H2O2
H0SO5 och H202 reagerar i sin tur vid anoden
under syrgasutveckling. Särskilt Caros syra verkar
depolariserande på en Pt-anod och sänker
därigenom ytterligare strömutbytet.
Ovanstående och andra störande bireaktioner
är särskilt framträdande vid hög temperatur, i
starkt sur lösning och i närvaro av vissa
katalysatorer, särskilt salter av tunga metaller, som
sålunda måste hållas borta ur lösningen. På
samma sätt förklaras, att kat jonens natur inverkar
starkt på strömutbytet i neutrala
sulfatlösningar, så att det för Na-sulfat är endast obetydligt
högre än för svavelsyralösningar, i K-sulfat
bättre och i NH4-suifat särskilt högt.
Ammonium-jonen anses mer än andra fördröja de
utbytes-försämrande bireaktionerna. Vidare är det
lämpligt att bortskaffa den bildade per svavel syr an ur
cellen, innan någon avsevärd del av den hunnit
sönderfalla. Detta innebär, att
strömkoncentrationen bör vara hög, dvs. elektrolytvolymen låg.
Detta krav är dock mindre viktigt i
sulfatlösningar än i svavelsyralösningar.
Persulfat reduceras vidare lätt vid katoden, om
det kommer i kontakt med denna eller med där
utvecklat väte. Det är därför nödvändigt att
omge katoden med något slag av diafragma.
Porslinsdiafragmor är dyrbara och ger en
komplicerad cellkonstruktion. Tillsats av kromat, som i
neutrala lösningar ger en skyddande beläggning
av kromikromat på katoden, kan inte användas
här, då det skulle sönderdela den frigjorda
väte-superoxiden senare i processen. Det vanligaste
sättet är därför att linda katoderna med
asbestsnören. De måste dock i så fall utföras av ett
material, som motstår persulfatets oxiderande
inverkan. Vanligen användes kol.
Lämpliga betingelser
Sammanfattningsvis bör sålunda elektrolysen
utföras under följande betingelser: anod av
blank, urglödgad (desaktiverad) platina; hög
elektrolytkoncentration; hög anodisk
strömtäthet; låg temperatur; användning av mycket
rena lösningar; tillsats av ämnen, som höjer
anod-potentialen; bortskaffande av Caros syra;
användning av diafragma av något slag;
användning av ej för starkt sura lösningar; liten
elek-trolytvolym.
Kaliumpers iilfatförfaraiidet
Kaliumper sulfatprocessen utföres i följande tre
steg:
elektrolys: En sur ammoniumsulfatlösning
elek-trolyseras till viss halt av persulfat
2 NH4 HS04 -f kWh = (NH4)2 S208 + H2
utfällning: Den elektrolyserande lösningen
försättes med kaliumbisulfat och kyles, varvid
svårlösligt kaliumpersulfat utfälles. Filtratet återgår
till elektrolysen
(NH4)2 S208 + 2 KHSO4 = K2s208 + 2 NH4HS04
hydrolys och destillation: Kaliumpersulfatet
sönderdelas med direktånga i närvaro av svavelsyra.
Vätesuperoxid avgår och fraktioneras genom
vakuumdestillation till 30—35 %.
Hydrolysreaktio-nen är
K2S208 + 2 HaO = 2 KHS04 + H„0,>
Kaliumbisulfatet återgår till utfällingen.
Summan av de tre föregående reaktionerna blir
därför
2 H_.O -f kWh = H202 + H2
De använda kemikalierna cirkulerar endast i
processen. Genom erforderliga
reningsprocedurer kompliceras denna emellertid avsevärt (se
fig. 1).
I det följande beskrives förfarandet närmare
på grundval av de allierade
undersökningskommissionernas rapporter från Tyskland*-5-6.
Elektrolys
Elektrolyscellen består av en stengodslåda, 95
cm lång, 70 cm bred och 90 cm djup. Den är
helt täckt av sju grafitblock, sammankittade
med vax. I vartdera av de fem inre av dessa är
hål urtagna för 14 anoder i en rad, 30 katoder i
två rader omgivande raden av anoder samt 32
kylare i två rader utanför katoderna. Avståndet
från en anod till de fyra närmaste katoderna är
ca 5 mm. Alla de 5 X 14 anoderna och de 5 X 30
katoderna per cell är sinsemellan
parallellkopplade; detsamma gäller kylarna. För att
eliminera risken för knallgasexplosioner ventileras
cellerna för att bortskaffa den utvecklade
vätgasen. Genom de båda yttre, elektrodfria
grafit-plattorna finns därför ut- och intag för luft.
30—-40 celler är seriekopplade elektriskt, 7—10 med
avseende på elektrolytens strömning.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
