Full resolution (TIFF) - On this page / på denna sida - Häfte 5. Maj 1934 - Gösta Angel: Teorien för alkalikloridelektrolysen i diafragmaceller
<< 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.
12 MAJ 1934
KEM I
39
kan då lätt härleda en formel angivande sambandet
mellan strömutbytet och halten av fri klor och fri
syra i anolyten.
Vi beteckna halten av fri klor och fri syra med
Cci2 + CHCI = CAC ocn använda för övrigt de i det
föregående angivna beteckningarna.
Den genom anolytens strömning mot katoden
transporterade klor- och syramängden är = Ls . ka
-. cAc ekv./sek. Denna klor- och syramängd
neutraliserar en ekvivalent alkalimängd, dvs. Ls - ka . cAc
mol/sek. Den producerade alkalimängden är = LÄ .
.kk-c2 mol/sek. Då strömutbytet kan definieras som
förhållandet mellan den erhållna alkalimängden och
summan av den erhållna och den förlorade
alkalimängden, så får man följande formel för strömutbytet:
T fr />
^s ’ Kk ’ C2
Ls ’ kk’C2
k:
–- 100
f . ka . cAc
^-2–––100
(11)
k ’ 2 * a ’ cAc
Som synes har formeln betecknats som endast
approximativt giltig. Ovan har nämligen antagits, att en
transport av fri klor och fri syra mot katoden
uteslutande sker genom elektrolyten strömning. Man
har emellertid att även taga i betraktande, att en
liten kvantitet klor och syra överföres genom
diffu-sion och att en liten kvantitet syra överföres
elektrolytiskt. Det är därför sannolikt, att det verkliga
strömutbytet är något lägre än vad formel (11)
anger.
Om vi tillsvidare hålla oss till formel (11), så har
beräkningen av strömutbytet med hjälp av
densamma givit följande resultat:
Beräknade utbytesförluster vid elektrolys av en 5,15-n
NaCl-lösning i horisontaldiafragmacell vid 40°.
c2
ca
*a
kk
CC12
CHC1
100 - P
al
0,5
5,30
0,996
0,982
0,021
0,003
4,64
h< ti
1,0
5,13
0,992
0,964
0,027
0,004
3,09
0(
2,0
4,84
0,986
0,930
0,035
0,005
2,07
q
3,0
4,55
0,979
0,900
0,042
0,006
1,71
4,o
4,21
0,972
0,871
0,049
0,007
1,53
Beräknade utbytes förlust er vid elektrolys av en 4-n
KCl-lösning i horisontaldiafragmacell vid 40°C.
’. 1 c«
*«
*k
CC12
CHC1
100 - P
i 0,5 ! 3,77
0,992
0,980
0,056
0,010
11,78
1.0 3,57
0,985
0,959
0,059
0,011
6,70
20 3,14
0,970
0,924
0,064
0,014
3,93
3,0 2,74
0,955
0,889
0,068
0,019
3,02
4,0 | 2,12
0,933
0,857
0,074
0,028
2,70
Halten av fri klor i anolyten - ccl2 har här
beräknats med hjälp av i litteraturen förekommande
uppgifter över klorens löslighet i
alkalikloridlös-ningar, varvid kloridkoncentrationen hos anolyten i
sin tur beräknats med hjälp av de i det föregående
härledda formlerna. Halten av fri syra - cHC1
hänför sig till empiriska bestämningar.
Som synes har beräkningen givit till resultat en
svag stegring av strömutbytet vid stigande alkalitet.
Förklaringen härtill är givetvis, att den mot katoden
transporterade klor- och syramängden avtar vid
stigande alkalitet, enär genomrinningshastigheten avtar.
Vid beräkningen har icke hänsyn tagits till den
transport av fri klor och fri syra, som äger rum
genom diffusion och genom elektrolytisk överföring.
Storleken av diffusionen är naturligtvis mycket svår
att beräkna, men det är högst sannolikt, att den är
mycket liten på grund av förhandenvaron av
diafragmat. Vad utbytesförlusterna genom
elektrolytisk överföring av syra beträffar, så har en
överslagsberäkning givit vid handen, att dessa stiga
något vid stigande alkalitet hos luten och uppgå till
maximalt ca l % vid NaCl-elektrolys och maximalt
ca 2 % vid KCl-elektrolys. Man kommer då till det
resultatet, att vid det i praktiken vanliga
alkalitetsområdet 2-3 mol/1 följande strömutbyte kan
förutses:
Vid NaCl-elektrolys ett i det närmaste konstant
utbyte av 97,3 %.
Vid KCl-elektrolys ett från 94,7-95,0 % svagt
stigande utbyte.
Denna beräkning stämmer väl med resultaten vid
de förut anförda utbytesbestämningarna, såsom
framgår av följande tabeller:
Elektrolys av NaCl.
Försök Nr
T i Alkalitets-lemP’ område
Strömutbyte
cmax
77
34:0-410
2,2 -3,4
96,5-97,5 stigande
80
33°-48.5°
5,65-3,7
98,5 konstant
3.9
95
32°- 42,5°
3,3 -3,65
98,0
3,9
Elektrolys av KCl.
F’£ök Temp.
Akalitets-område
Strömutbyte
cmax
7io.76 32,5°-36°
1,7-3,2
94-95% stigande
3,2
För att erhålla en skarpare prövning av formelns
giltighet och för att särskilt få fram den av teorien
fordrade ringa stegringen i strömutbytet vid låga
alkaliteter, vilken stegring på vissa håll betvivlats,
har följande försök utförts, vid vilket ett relativt
tunt diafragma använts, så att en stor genomrinning
och låg alkalikoncentration erhållits. (Försök 9 a.
Se tabellen å nästa sida.)
Som synes har genomgående erhållits ett något
lägre strömutbyte än som beräknats, vilket även
var att vänta, då vid beräkningen diffusionen och
överföringsförlusterna försummats. Differensen
utgör i medeltal 0,8 %, vilket väl stämmer med den
förut anförda överslagsberäkningen av de
elektrolytiska överföringsförlusterna. Försöket ger, som
synes av tabellen och fig. 3, intet stöd för åsikten,
att strömutbytet vid avtagande alkalitet närmar sig
IIA) %, tvärtom tyder resultatet på en svag böjning
nedåt av utbyteskurvan i överensstämmelse med den
här utvecklade teorien.
Det må vidare framhållas, att teorien ger en såväl
kvalitativt som kvantitativt fullt tillfredsställande
förklaring till att man inom det lägre
alkalitets-området erhåller ett lägre utbyte vid elektrolys av
KCl än vid NaCl. Orsaken härtill är, att anolytens
kloridkoncentration i förra fallet är lägre än i det
senare och att till följd härav anolytens halt av fri
klor och fri syra är större.
För att ytterligare pröva riktigheten av de
utvecklade teorierna har ett antal elektrolysförsök
utförts med användning av en med saltsyra försatt,
mättad NaCl-lösning. Enligt teorien bör inom det
lägre alkalitetsområdet, där strömutbytet bestämmes
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
