Электрохимический способ получения продуктов анодного окисления и продуктов анодной полимеризации солей щелочных металлов Советский патент 1924 года по МПК C25B1/36 C01B15/00 C01D13/00 

При электролизе солей щелочных металлов с применением твердых электродов получаются на аноде продукты окисления или полимеризации анионов. На катоде разряжается ион щелочного металла и дает с водой едкую щелочь, при этом образовавшийся гидроксил-ион переносится к аноду. Последнее явление не устраняется применением диафрагмы и, в большинстве случаев, вредит электролизу, понижая выходы. Для устранения гидроксил-иона из электролита прибавляют кислоту (персульфат) или ведут электролиз с перерывами (бихромат), во время которых регенерируют электролит и промывают диафрагмы. Способы с диафрагмой, по мнению автора, неудобны тем, что щелочь, накопляющаяся в катодном пространстве, загрязняется анолитом и, кроме того, трудно получить ее в крепком растворе, так как с увеличением концентрации усиливается переход ее через диафрагму в анодное пространство. Прибавка кислоты в анолит или в католит может повысить выход анодного продукта, но это значительно понизит выход щелочи, а, кроме того, прибавляемая кислота, расходуясь сама, уничтожает и щелочь. Если же кислоты не прибавлять совершенно, то выходы на анодный и катодный продукты при продолжительном электролизе держатся очень низко, например для калиевых солей - около 26% (последняя цыфра находит себе обяснение в то.м, что число переноса для катиона в едком кали равно 0.26).

.Автор нашел, что образование гидроксил-иона у катода можно предупредить применением ртутного катода, при котором диафрагма не обязательна. Ртуть, протекая через аппарат, уносит с собою разряжающийся на ее поверхности щелочный .еталл, подобно тому, как это происходит в аппаратах для хлора и шелочей по ртутному способу. Выходы на анодный и катодный продукты, т.-е. на продукты анодного окисления и на щелочь, в зависимости от характера аниона, достигают, по произведенные до сего времени опытам, . Эти цыфры можно повысить.

наиболее пОДходящие условия плотности тока, концентрации электролита, температуры и т. п.

Пример ы анодного окисления с применением ртутного катода.

1.Калий-персульфат из калий-сульфата выкристаллизовывается в электролизаторе при обыкновенной температуре. Напряжение 4-5 вольт, выход тока при непрерывном электролизе. Щелочь практически не содержит сульфата. Натрий-персульфат тоже может быть получен, но при электролизе с перерывами- так как, вследствие большой растворимости натрий-персульфата, электролит необходимо периодически доводить до почти полного истощения сульфата и затем вымораживать персульфат.

2.Калий и натрий-бихромат из хромата получаются чрезвычайно легко с выходами тока более 80% на бихромат и на щелочь при напряжении 3,8-4,6 вольта. Для расчета заводской установки при самых неблагоприятных условиях можно принять выход тока 75% на бихромат и также на щелочь, и 100% на кислород, выделяющийся на аноде, и водород в катодном пространстве.

При достаточной продолжительности электролиза раствора натрий-хромата с помощью ртутного катода удается извлечь практически весь натрий, превратив хромат в свободную хромовую кислоту. При этом наблюдаются образования полихроматов последовательно различных составов: , /УйгСГаОю, AOoCr Oia; в дальнейшем образуется свободная хромовая кислота.

3. Калий-перкарбонат также можно получать с ртутным катодом при охлаждении электролита до 0° с выходами тока до 70%. Процесс вполне непрерывен, так как кристаллы перкарбоната можно удалять не размыкая тока, как и вообще калиевые соли в предыдущих примерах.

Таким образом, применение ртутного катода: 1) позволяет вести электролиз с гораздо большими выходами тока на продукты анодного окисления и на щелочь, нежели это оказалось до сего времени возможным и экономически выгодным при твердых катодах; 2) позволяет наряду с анодным продуктом получать в результате катодного процесса чистую щелочь & крепком растворе (из амальгамы).

ПРЕДМЕТ ПАТЕНТА.

Электрохимический способ получения продуктов анодного окисления и продуктов анодной полимеризации солей щелочных металлов, напр., бихроматов, полихроматов, хромовой кислоты, персульфатов, перкарбонатов и т. п. с одновременным получением едких щелочей, отличающийся применением ртутного катода.