¿Qué es la electrólisis de diafragma?
Sep 22, 2022
La electrólisis de diafragma se refiere a colocar un diafragma entre el ánodo y el cátodo para separar los productos de cátodo y ánodo. El separador es una capa porosa permeable que no impide la migración de iones y el paso de corriente y los hace fluir hacia el cátodo a cierta velocidad, pero puede impedir la difusión de OH- al ánodo e impedir la mezcla mecánica entre los productos catódicos y anódicos.
En la actualidad, los electrolizadores de diafragma vertical son los más utilizados en la industria. El ánodo está hecho de grafito o metal y el cátodo está hecho de alambre de púas o placa de hierro perforada. Después de introducir corriente continua para la electrólisis, parte de los iones de cloruro en la solución de salmuera pierden electrones en el ánodo para generar cloro gaseoso y escapar. Los iones de sodio restantes en la solución del ánodo migran al cátodo junto con la solución y fluyen hacia el electrolito del cátodo, donde los iones de hidrógeno obtienen electrones en el cátodo para generar hidrógeno y escapar de la cámara del cátodo de la celda de electrólisis. Debido a la descarga continua de iones de hidrógeno, se libera hidrógeno gaseoso, lo que promueve aún más la ionización del agua. Los iones de hidróxido e iones de sodio restantes en la solución forman una solución alcalina, que se descarga continuamente de la celda electrolítica junto con la solución de cloruro de sodio sin electrolizar. La salmuera fresca se repone continuamente y se produce continuamente en el compartimiento del ánodo del electrolizador.
Dado que la tecnología de electrólisis de membrana se ha utilizado ampliamente en la industria de cloro-álcali, el último proceso de fabricación de álcali, el método de electrólisis de membrana de intercambio iónico, se toma como ejemplo para ilustrar su principio. Se utiliza una membrana de intercambio catiónico para separar las cámaras de cátodo y ánodo de la celda electrolítica para formar una celda electrolítica de dos cámaras. La solución saturada de NaCl se introduce en la cámara del ánodo y el agua destilada se introduce en la cámara del cátodo. Bajo la acción de un campo eléctrico de CC externo, el ánodo produce cloro gaseoso y el cátodo produce hidrógeno gaseoso. Dado que el grupo fijo (R-SO-3-) de la membrana de intercambio catiónico tiene carga negativa, atrae las cargas opuestas de los iones Na+ en la solución y, como resultado, solo se permite el paso de los iones Na+. , mientras que los iones Cl- son repelidos, por lo que los iones Na más se mueven hacia el compartimiento del cátodo y se combinan con OH- para generar NaOH. La reacción principal del electrodo es:
En el compartimiento del ánodo:
NaCl==Na más más Cl - (1)
2Cl==Cl2 más 2e (2)
En el compartimiento del cátodo:
H2O==H más más OH - (3)
2H más más 2e ==H2 (4)
Na más más OH-==NaOH (5)
Lo anterior es el principio de usar una membrana de intercambio iónico para electrolizar agua salada para producir álcali.
Las reacciones de electrodo son generalmente reacciones de reducción que tienen lugar en el cátodo en el compartimento catódico, y reacciones de oxidación como la liberación de Cl2 tienen lugar en el ánodo en el compartimento anódico.
