Bài giảng Hóa công nghệ - Chương 4: Điện phân dung dịch Natriclorua

Bài giảng cung cấp cho người học các kiến thức: Điện phân dung dịch Natriclorua, hòa tan muối, tinh chất dung dịch muối,... Hi vọng đây sẽ là một tài liệu hữu ích dành cho các bạn sinh viên đang theo học môn dùng làm tài liệu học tập và nghiên cứu. Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung tài liệu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hóa công nghệ - Chương 4: Điện phân dung dịch NatricloruaTRƯỜNGĐẠIHỌCHỒNGĐỨCKHOAKHOAHỌCTỰNHIÊNTH.SNGÔXUÂNLƯƠNG ThanhHóa,năm2008 PHẦNGIỚITHIỆU:HOÁCÔNGNGHỆBAOGỒM:+HoácôngnghệI:45t(Hoácôngnghệvàmôittrường)+HoácôngnghệII:45t(Hoánôngnghiệp)Tàiliệuthamkhảo1, Trần Thị Bích. Phùng Tiến Đạt. Hoá học công nghệ và môittrường.NXBgiáodục1999.2,PhùngTiếnĐạt.TrầnThịBíchKỹthuậthoáhọc.NXbgiáodục1996.3,TrầnThịBích,PhùngTiếnĐạt.HoákỹthuậtđạicươngT1.Nhàxuấtbảngiáodục. PHẦNI:HÓACÔNGNGHỆVÀMÔITRƯỜNG CHƯƠNGIV.ĐIỆNPHÂNDUNGDỊCHNATRICLORUAI.NHẬNXÉTCHUNGĐiệnphândungdịchNaClđểđ/c2hoáchấtcơbảnNaOH,Cl2.Cl2 đ/cddHCLhợpchấtchứaclo,PVCtơClorua,dungmôiclorofoocCHCl3,C6H6Cl6,thuốctẩy(nướcclo,nướcgiaven).NaOHsảnxuấtxàphòng,CNgiấy,sợinhântạoCácppđiệnphân:+PPcatốtvắn: CatốtlàmbằngFe(ppmàng) Anốtthanchì,titan…+pplỏng: Catốt–Hg Anốtthanchì+ppmàngtraođổiion,pptiêntiếnnhấtđểsảnxuấtNaOH,Cl2cóchấtlượngcao.VN:ĐiệnphânddNaCLvớicatốtvắn,anốtbằngTi(thaychothanchì) ởnhàmáyhoáchấtViệtTrìvàGiấybãibằng sảnxuấttăngchiphísảnxuấtgiảm.Ppđiệnphânvớicatốtlỏngđầutiênđượcsửdụng ởxínghiệpThiênHươngthuđượcCcao.Nguyênliệulàmuốiăn(NaCl)Cácgiaiđoạnđiệnphân+Hoàtanmuốiăn+Tinhchếddmuối+Điệnphândd,NaCl+Chếbiếnthànhphẩm:LàmkhôkhíH2,Cl2vàcôđặcddNaClII.HOÀTANMUỐIMụcđích:ThuđượcddNaClbảohoà(Cmax)hàmlượngNaCl310g/lítThựchiện:Hoàtanmuối=H2OvàdùnghơiH2OnóngsúcquabểhoàtanđểcungcấpnhiệtchoquátrìnhhoàtanvàkhuấytrộntăngVhoàtan.III.TINHCHẾDDMUỐIMuốikhaitháctừnướcbiển,hồhoặcmỏmuối ddmuốicónhiềutạpchất.+Cặnbãcơhọc:rơm,rác,đásỏitáchbằngcáchlắng,lọc,litâm+Cácion:Mg2+,Ca2+,SO42cóảnhhưởngtớiquátrìnhđiệnphânSO42 ănmònanốtgrafit,Ca2+,Mg2+ kếthợpvớiionOH (tạoratrongquátrìnhđiệnphân)giảmHiđroxitbịtkínmàngngănIonkhôngc/đđược>HgiảmNguyêntắc:ChuyểnMg2+,Ca2+,SO42 vàothànhphầnchấtgiảm=ddkiềmhoặcBaCl2,Na2CO3.a.Phươngphápxôđa–kiềmDùngNa2CO3 –NaOH(xođa–kiềm)vàBaCl2 đểgiảmcáctạpchấtThườngdùngNa2CO3+NaOHdưđểgiảmhoàntoànsauđótrunghoà = dd HCl. Khi tinh chế tiến hành ở nhiệt độ cao để CaCO3giảmtinhthểlớn,độhoàtangiảmdễdàngchoquátrìnhlọc.b.Phươngphápsửavôi–xôđaa/dkhihànglượngMg2+ nhiều.Kếttủatạpchất=HHvôisữa–xođa.Phảnứng. Cáckếttủađượclắnglọccùngvớicáctạpchấtcơhọckhác >ddNaCltrong,trunghoàkiềmdư=ddHCl.ởViệtNamyêucầuddmuốisautinhthếđạtNaCl:IV.ĐIỆNPHÂNDDNaCl1.PPcatốtrắn,cómàngngăna.CácquátrìnhđiệncựcKhichưacódòngđiệntrongddcóVấnđềlàionnàophóngđiệntrướcởcácđiện cực?a1.Sựphóngđiệnởanốtddtrungtính(PH=7,H2O)Eo2/2OH=+0,83V,Eo2/2Cl=+1,33V.OHphóngđiện.TrướcCl,sảnphẩmthuđượclàO2 chưkhôngphảiCl2.VậyđểthuđượcCl2 chọnđiệncựccóquáthếđốivớiClonhỏvàO2 lớnvàbềntrongmôitrườngCl2.NhưvậyngườitachọnđiệncựclàTihoặcGrafit(thanchì)hoặcPt.NhưnggiáPtđắtkhôngsửdụng.HiệnnaysửdụngTihoặcTiphủPt.+ĐốivớianốtlàthanchìthìMặtkhácvớimôitrườngđiệnphânthìGrafitbềnnhưngkhôngbềnbằngPthoặcTimàPt,songrẻtiềnhơn.Vậtvớianốtbằngthanchìthì 2Cl2eCl2.a2.Sựphóngđiệnởcatốtrắn =0,41–0,76=1,17 V>229thìH+vẫnphóngđiệntrướcMuốnchoNa+ phóngđiệnphảidùngđiệncựccóquáthếvớivớiH2rấtlớn(điệncựcthuỷngân)b.Cácphảnứngphụ+CatốtchỉcóH2 thoátravàtạoraNaOHtrongddvớiH=100%khôngcóphảnứngphụ. VậytăngnồngđộNaCl(Cl)vàtăngnhiệtđộ độhoàtanCl2 giảm,hạnchế2phảnứngtrêndùngddNaClbãohoà. OHởcatốtdokhuyếchtánhoặcđiệnlic/đvềanốt: Cl2+2OHClO+Cl+H2O HoặcởnhiệtđộcaoCl2+OHClO3+Cl+H2OVậy để tránh sự khuếch tán  mất sp và trộn lẫn sp  điệnphân có màng ngăn giữa ca tốt và anốt ( chống sự khuyếch tánOHtừcatốtsanganốt)Để ngăn ngừa khả năng điện di của OH (OH vận chuyển vềanốt)ngườitaphảiđiệnphânvớiddchuyểnđộnglựctừanốtđếncatốtluônluônchoddNaClvàobìnhđiệnphân.E. SƠ ĐỒ THÙNG ĐIỆN PHÂN VÀ DÂY CHUYỂN SẢNXUẤTXUT–CLOTHEOPHƯƠNGPHÁPCATỐTRẮN+anốt:Bềntrongmôitrườngaxít,bềncơhọccao,dẫn điệntốt,cóQTvớiCl2 nhỏvàO2 lớn,rẻtiềndễgiacông anốtgra ...