ЭЛЕКТРОСИНТЕЗ

ЭЛЕКТРОСИНТЕЗ

(электрохимический синтез), способ получения хим. соед. в процессе электролиза. В качестве анодов обычно используют оксиды Pb(IV), Ni, Mn(IV) и др. металлов, благородные металлы (Pt, Ir, Ru), графит и его модификации (стеклоуглерод, пирографит). Катодами чаще всего служат Pb, Hg, Cu, Zn, Ni, Fe или др. металлы. Исходное в-во -растворяют в полярном р-рителе (вода, низшие алифатич. спирты, ацетонитрил, ДМФА, диоксан). Наиб. эффективны процессы Э., если молекулы исходного в-ва диссоциируют в р-ре на ионы, а также если исходное в-во - орг. соед., в молекулах к-рого имеются полярные функц. группы. Если исходное в-во не является электролитом, необходимо добавление в-ва, придающего системе электропроводящие св-ва, но не участвующего в электродном процессе (фоновый электролит). Если исходное в-во не растворяется в используемом полярном р-рителе (напр., в воде), вводят дополнит. сорастворитель- в-во, растворимое в воде и растворяющее исходное в-во. Этот прием часто используют при Э. орг. в-в. Осн. характеристики пром. Э. следующие: 1) токовая нагрузка на электролизер. Для биполярных электролизеров различают линейную нагрузку I л - ток в А, к-рый подводится к электролизеру, и эквивалентную нагрузку I л-n, где n - число электродов. Эквивалентная нагрузка определяет производительность электролизера. макс. токовая нагрузка в пром. электролизерах редко превышает 50 кА. 2) Напряжение -разность электрич. потенциалов, прикладываемая к клеммам электролизера. Общее напряжение при Э. складывается из падения напряжения в электродах и токоподводящих шинах; теоретич. напряжения разложения для данной электрохим. системы, равного алгебраич. разности равновесных потенциалов анода и катода, рассчитываемых по Нернста уравнению; перенапряжения (см. Поляризация); падения напряжения из-за внутр. сопротивления электролита (гл. обр. в слое между электродами) и падения напряжения на диафрагме, разделяющей катодное и анодное пространства. 3) Плотность тока. Электродная плотность тока выражается отношением тока к площади пов-сти контакта электрода с электролитом, на к-рой происходит электродный процесс (измеряется в А/м 2). Пром. Э. ведется при плотностях тока от 500 до 3000 А/см 2. Объемная плотность тока измеряется в А на 1 л р-ра электролита и характеризуется совершенством конструкции электролизера. 4) Выход по току (в %) характеризует долю тока, к-рая расходуетея на получение целевого продукта.
5) Коэф. полезного использования электроэнергии - отношение теоретически необходимого кол-ва электроэнергии для получения единицы массы в-ва к практически затраченному, Теоретически необходимое кол-во электроэнергии W0 равно энергии, к-рую нужно затратить при протекании Э. со 100 %-ным выходом по току при напряжении, равном напряжению разложения. Драктически расход электроэнергии постоянного тока n определяется ф-лой:

6035-56.jpg

где V - напряжение в В, К Э - электрохим. эквивалент в г/(А х час),6035-57.jpg- выход по току (в %). Коэф. полезного использования электроэнергии 6035-58.jpg

Электросинтез неорганических веществ. Пром. получение неорг. окислителей основано гл. обр. на анодном процессе (электроокислении), катодные процессы находят ограниченное применение. Анодные процессы проводят, как правило, в бездиафрагменных электролизерах, используя в качестве катодов сталь. Для подавления нежелат. процессов восстановления в р-р добавляют дихромат натрия; образующаяся на катоде хромит-хроматная пленка предотвращает восстановит, процессы.
В пром-сти применяют Э. для получения надсерной (пероксодисерной) к-ты H2S2O8 и ее солей - персульфатов; способ основан на электроокислении серной к-ты и сульфатов. Надсерная к-та и нек-рые ее соли используются в произ-ве пероксида водорода. Перманганат калия КМnО 4 получают электроокислением манганата К 2 МnО 4 или анодным растворением сплава Мn с Fe - ферромарганца. Диоксид марганца МnО 2 в значит. масштабах производится электролизом сернокислых р-ров сульфата марганца MnSO4. Путем электроокисления синтезируют кислородсодержащие соед. хлора в разл. степенях окисления и др. продукты. Техн. характеристики наиб. важных процессов неорг. Э. представлены в табл. 1.

Табл. 1.- ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОМЫШЛЕННОГО ЭЛЕКТРОСИНТЕЗА НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

Продукт
Исходное в-во (его содержание в р-ре, г/л)
Электроды
Условия электролиза
Выход по току, %
Расход энергии, кВт х ч/кг
анод
катод
плотн. тока,

кА/м 2

напряжение, В
т-ра, о С
Гипохлорит натрия NaClO
NaCl (50-100), Na2Cr2O7 (4-10)
ОРТА*
Нержавеющая сталь
2,0
1,6
15-25
До 98
Ч
Хлорат натрия NaC1O3
NaCl (280), Na2Cr2O7 (3-6)
РbO2
Сталь-3**
До 3,5
Ч
70-80
94-96
6,0-7,3
Перхлорат натрия NaClO4
NaClO3 (700), Na2Cr2O7 (5)
РbO2
Нержавеющая сталь
2,5
2,1
35-60
85-97
3,3-4,2
Хлорная к-та НСlO4
HC1 (3-5), HC1O4 (40)
Pt
Нержавеющая сталь
2,5
8,0
-20
80-85
4,7
Пероксодисерная к-та Н 2S2 О 8
H2SO4 (500-600)
Pt
Нержавеющая сталь
5-10
3,0-3,3
15-17
70-75
3,7-4,2
Пероксоборат NaH2BO4
Бура (40), Na2CO3 (130), NaHCO3 (15-20)
Pt
Ni
5-6
4-6
10-12
55-60
Перманганат калия КМnO4
K2MnO4 (140), KMnO4 (90), К 23 (40)
Ni
Нержавеющая сталь
0,9
2,6-3,0
50-60
83
~
То же
КОН (250)
Mn(Fe)
Нержавеющая сталь
1,5-4,5
Ч
15-30
50
Ч
Диоксид марганца МnO2
MnSO4 (350), H2SO4 (200)
Pb
Pb
750
2,5-3,0
20-25
90-94
Ч

* Оксидный рутениево-титановый анод. ** Содержит 0,3% углерода.

Табл. 2.- ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОМЫШЛЕННОГО ЭЛЕКТРОСИНТЕЗА ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

Продукт
Исходное в-во
Состав электролита (концентрация, г/л)
Электроды
Условия электролиза
Выход по току, %
Тип электролизера; материал диафрагмы
анод
катод
плоти.

кА/м 2

напряжение, В
т-ра,

Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.

Синонимы:

Полезное


Смотреть что такое "ЭЛЕКТРОСИНТЕЗ" в других словарях:

  • электросинтез — электросинтез …   Орфографический словарь-справочник

  • электросинтез — сущ., кол во синонимов: 1 • синтез (18) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

  • электросинтез — – метод получения сложных химических соединений путем электролиза. Словарь по аналитической химии [3] …   Химические термины

  • ЭЛЕКТРОСИНТЕЗ — способы получения различных хим. соединений, основанные на (см.) …   Большая политехническая энциклопедия

  • электросинтез — elektrocheminė sintezė statusas T sritis chemija apibrėžtis Junginių gavimas naudojant elektrochemines reakcijas. atitikmenys: angl. electrosynthesis rus. электросинтез …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • Электросинтез — (от Электро... и Синтез         метод получения сложных неорганических или органических соединений с помощью Электролиза. Характерная особенность Э. многостадийность присоединения или отдачи электронов, связанная с образованием промежуточных… …   Большая советская энциклопедия

  • Электросинтез — м. Метод получения органических и неорганических веществ путём применения электроэнергии. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 …   Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

  • электросинтез — электросинтез, электросинтезы, электросинтеза, электросинтезов, электросинтезу, электросинтезам, электросинтез, электросинтезы, электросинтезом, электросинтезами, электросинтезе, электросинтезах (Источник: «Полная акцентуированная парадигма по А …   Формы слов

  • электросинтез — получение химических соединений в процессе электролиза. Методом электросинтеза получают, например, глюконат кальция из глюкозы, нитрил адипиновой кислоты из акрилонитрила, MnO2 из MnSO4 …   Энциклопедический словарь

  • ЭЛЕКТРОСИНТЕЗ — метод получения различных хим. соединений с помощью электролиза. Для синтеза используют как анодные реакции электрохим. окисления, так и катодные реакции электрохим. восстановления. Из неорганич. соединений методом Э. получают на аноде мн.… …   Большой энциклопедический политехнический словарь


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»