Tgidroksidi suvni elektroliz qilish vodorodini ishlab chiqarish printsipi
Suv elektrolizi vodorodini ishlab chiqarish uskunalari tobora keng qo'llanilmoqda, jumladan yangi energiya, energetika, neft-kimyo, farmatsevtika, metallurgiya, polikristal kremniy, meteorologiya, aerokosmik va boshqa sohalar va yirik gaz kompaniyalari. Elektrolitik suv usuli bilan ishlab chiqarilgan vodorodning tozaligi 99% va undan yuqori bo'lishi mumkin, bu vodorodni sanoat ishlab chiqarishida muhim usul. Natriy gidroksid (kaliy) eritmasini elektroliz qilishda anoddan kislorod, vodorod esa katoddan ajralib chiqadi.
Elektrolizlangan suvdan vodorod ishlab chiqarish printsipi elektroliz jarayonidir. To'g'ridan to'g'ri oqim yordamida suvda erigan elektrolit yangi moddalarga parchalanadi. Elektrolizlangan suvning ishlash printsipi Ba'zi suvli elektrolit eritmalariga to'g'ridan-to'g'ri oqim qo'llanilganda, parchalangan moddalar asl elektrolit bilan hech qanday aloqasi yo'q. Parchalanadigan narsa suvda hal qiluvchi sifatida bo'ladi va asl elektrolit suvda qoladi. Masalan, sulfat kislota, natriy gidroksid, kaliy gidroksidi va boshqalar ushbu turdagi elektrolitlarga tegishli. Suvni elektroliz qilishda, toza suvning ionlash darajasi juda kichik bo'lganligi sababli, o'tkazuvchanligi past, bu odatdagi zaif elektrolitdir, shuning uchun suvning yumshoq o'tishini ta'minlash uchun yuqorida qayd etilgan elektrolitni eritmaning o'tkazuvchanligini oshirish kerak. vodorod va kislorodga elektroliz qilinadi. Kaliy gidroksidi va boshqa elektrolitlar elektroliz qilinmaydi. Endi kaliy gidroksidini misol sifatida oling:
(1) Kaliy gidroksidi kuchli elektrolitdir. Suvda eriganidan keyin ionlash jarayoni sodir bo'ladi:
Shuning uchun ko'p miqdordagi K + va OH- suvli eritmada hosil bo'ladi.
(2) Suvli eritmadagi metall ionlarining faolligi farq qiladi va ularni faoliyat tartibida ajratish mumkin: K> Na> Mg> Al> Mn> Zn> Fe> Ni> Sn> Pb> H> Cu> Hg> Ag> Au, yuqoridagi tartibga solishda, oldingi metall orqa qismdan ko'ra jonli.
(3) Metalllarning faol ketma-ketligida, metal qanchalik faol bo'lsa, elektronni yo'qotish osonroq bo'ladi, aks holda buning aksi bo'ladi. Elektrokimyoviy nazariya nuqtai nazaridan, elektronni olish oson bo'lgan metal ionlari yuqori elektrod potentsialiga ega, shu bilan birga faoliyat tartibida joylashtirilgan metall ionlari elektrod potentsiali pastligi sababli elektron olish va atom bo'lish qiyin. H +=-1.71V elektrod potentsiali va K +=-2.66V elektrod potentsiali, shuning uchun H + va K + mavjud bo'lganda bir vaqtning o'zida suvli eritma H + birinchi navbatda katodda elektronni oladi va vodorodga aylanadi, K + esa eritmada qoladi.
(4) Suv zaif elektrolitdir va ionlash qiyin. KOH suvda eriganida polarizatsiyalangan suv molekulalari ionlangan K + ni o'rab olib, gidratlangan kaliy ionlariga aylanadi va K + harakati tufayli suv molekulalari qutbli yo'nalishga ega bo'ladi. To'g'ridan-to'g'ri oqim ta'siri ostida K + polar yo'nalishda suv molekulalari bilan katodga o'tadi. Bu vaqtda H + birinchi navbatda elektronlar oladi va vodorodga aylanadi.
Suvning elektroliz tenglamasi: Kaliy gidroksidining suvli eritmasiga to'g'ridan-to'g'ri oqim qo'llanilganda quyidagi rasmda ko'rsatilgandek mos ravishda katod va anodda quyidagi zaryad reaktsiyalari sodir bo'ladi.
Ishqorli suvli eritmaning elektrolizi
(1) Katod reaktsiyasi. Elektrolitdagi H + (suv ionlanishidan keyin hosil bo'ladi) katod tomonidan jalb qilinadi va katod tomon harakatlanib, vodorodni cho'ktirish uchun elektronlarni qabul qiladi va uning tushirish reaktsiyasi quyidagicha:
Ode 2） Anod reaktsiyasi. Elektrolitdagi OH anodni o'ziga tortadi va anodga o'tadi va nihoyat elektronlar suv va kislorodga aylanadi. Uning zaryadsizlanishi reaktsiyasi:
Anod va katodning umumiy reaktsiya formulasi quyidagicha:
Shuning uchun elektrolit sifatida KOH dan foydalangan holda elektroliz jarayonida suv aslida vodorod va kislorod hosil qilish uchun elektrolizlanadi va KOH faqat yuk ko'tarish rolini o'ynaydi.
Sika
http://srcyrl.gprectifier-es.com/news/how-does-hydrogen-generation-by-water-electrol-35295039.html
|
