Page 244 - Основы_химии

236 Д О П О Л Н Е Н И Я К Г Л А В Е Х П . [ 3 4 1 а

нец, д) восстановление до NaCI этих же солей при их диффузии к катоду выделяемым
там водородом. Второй ряд трудностей заключается в разрушительном действии хлора
(и кислорода), особенно при одновременном прохождении тока, па материал электродов
и стенки сосудов.
Возможность реакций (пункты б, в и д) требует, очевидно, чтобы жидкости у катода и
анода не могли смешиваться. Это достигается многими приемами, из которых здесь можно
остановиться на двух. С "одной стороны, химики завода в Грисгейме (два брата Лат)
построили вертикальные электролизеры с особой пористой перегородкой, которая, препят­
ствуя смешению околополюсных жидкостей, в то же время представляла незначительное
сопротивление для прохождения тока; кроме перегородки — диффузии (и смешению этих
жидкостей) препятствует еще некоторый избыток гидро­
статического давления жидкости у анода, искусственно
создаваемый, которое заставляет ее стремиться к катоду
со скоростью как раз равной скорости диффузии. Известно
теперь множество электролизеров, построенных на этих
принципах, отличающихся главным образом формою и со­
ставом перегородок (диафрагм). На рис. 1 изображен
схематически электролизер Тоунсепда, который работает
на Ниагаре; его устройство пояснено подписью. Электро­
лизеры соединяются последовательно группами (по 30,60,
напр.), и к концам цепи подводится постоянный ток тре­
буемого напряжения (в 120 вольт, напр., к группе в 30
электролизеров). Теоретически необходимы 2,3 вольта, для
электролиза водного раствора NaCI с образованием Н 2 , NaOH
обеспечения
достаточной
СЦ; на
и процесса, практике, для повышать напряжение до скорости
и и За время войны Биллитера вытеснили почти все другие —
приходится
вольт.
4
Рассол
Европе
в
горизонтальной
электролизеры
с
диафраг­
'іЦемвмт
чер­
мой,
2)
(рис.
тежа устройство которых видно из схематического другой
С
под
подписи
и пояснительной
ним.
Центральное анодное отделение стороны, то же деление достигается и без диафрагм в "спо­
(рис. 1) содержит анод А из графита
Ачесона. Оно отделено от двух ка­ собе Еастнер-Келльнера применением ртутного катода
тодных отделении с каждой стороны (впервые указанным в патенте Эткинса и Эпплегарта).
диафрагмами I) из азбестовой ткани, При электролизе растворов NaCI с угольным (платино­
уплотненной особым составом, содер­
жащим мелко измолотый азбест, вым) анодом и ртутным катодом его можно вести так,
окись железа и его коллоидную гидр- что водород не выделяется, а образуется довольно стой­
окись. Катоды — С—образованы про­ кая амальгама натрия. Если по мере ее образования пере­
дырявленными железными пластин­
ками, плотно прижатыми к диафраг­ водить ее в другое отделение, наполненное водою или сла­
мам, которые они таким образом под­ бым раствором NaOH, где она служит анодом, а катодом
держивают. Катодные отделения на­ железо (графит), то получается новая гальваническая пара,
полнены минеральным маслом (осо­
бенность этих электролизеров). Очи­ выделяющая на катоде водород (газ) по уравнению:
щенный раствор ЛаСІ непрерывно
поступает под некоторым давлением
в анодное отделение; его уровень 2NaHg„ + 2U äO = 2Na0H + + 2nHg.
выше уровня минерального масла II ä
снаружи: разность уровней, раз уста­
новленная, тщательно поддержи­ Особенным приспособлением поддерживается в при­
вается. Благодаря давлению жид­ боре циркуляция ртути (непрерывная или периодиче­
кость непрерывно просачивается че­
рез диафрагму. Раствор щелочи со­ ская), для чего он делится на два по крайней мере
бирается в виде капелек на катоде, отделения непроницаемой для тока перегородкой, не до­
отделяется от него выделяющимся
водородом и, попадая в более удельно ходящей до дна, на котором слой ртути образует гидрав­
легкое масло, падает на дно; ско­ лический запор, как видно на схематическом чертеже.
пившаяся здесь жидкость стекает Так как количество воды в отделении, где идет разложе­
по трубкам Е. Объем одного электро­
лизера около 680 литров (8X3X1 ние амальгамы, может быть ограничено, то здесь получается
фут). (Г.) довольно крепкий щелок (до 20°/„), дальнейшая концен­
трация которого требует меньшей затраты горючего
(в приборах с диафрагмами крепость щелока не может
быть больше крепости исходного рассола). Другое преимущество способа — почти полное
отсутствие хлора в щелоке; далее, электроды, не разрушаемые кислородом, служат несрав­
ненно дольше. К его невыгоде, напряжение электрической энергии приходится держать
около 5 вольт, а затем и оборудование заводов, работающих по Кастнер-Келльнеру г
несравненно дороже, так как количество ртути, необходимое для обслуживания
завода, расходующего 6000 HP (4412 KW) достигает 72000 кг, или около 1 пуда на
каждый KW.
Что касается электродов, то вначале приготовление их достаточной вели­
чины для заводского производства представляло громадные трудности. В Грисгейме
они разрешены Шпекелером изготовлением анодных пластин из литой закись-окиси
железа Fe„0,„ обладающей малым сопротивлением, не разрушаемой кислородом и катати-
тически способствующей окислению NaCI в NaCIO„ (когда требуется последняя соль).
Графитовые акоды Ачесона, повидпмому, тоже удовлетворительны.