Тонкий слой - ртуть
Cтраница 2
 |
Электролизер С ртутным катодом. 1 - нясое для перекачивания ртути. 3 - ртутный ( жидкий катод. 3 - гряфнтоный я но д. [16] |
Самым распространенным является горизонтальный электролизер с ртутным катодом ( рис. ХН-3), который представляет собой стальной аппарат прямоугольного сечения, герметично закрытый крышкой. Дно ванны имеет небольшой уклон, по нему непрерывно движется тонкий слой ртути. Таким образом, дно ванны является катодом. С передней стороны в электролизер подают рассол, содержащий 310 г / л NaCl. Хлор отводят через крышку ванны, а амальгаму натрия, содержащую 0 3 % Na, разлагают чистой горячей водой в разлагателе. Образующийся водород удаляется н цеховой коллектор, а чистая 50 % - ная каустическая сода выводится как готовый продукт. [17]
В любом случае электролизер - длинный ящик прямоугольного сечения, сверху закрытый крышкой, в которой укреплены графитовые аноды. К слегка наклонному дну ванны подведена катодная шина и по нему непрерывно движется тонкий слой ртути. Таким образом, днище ванны является катодом. [18]
На монокристалл цинка ( проволока диаметром 1 мм и длиной 10 мм) наносят тончайший слой ртути ( толщина в несколько микрон), погружая образец на несколько минут в раствор нитрата ртути. Цинк как более активный металл вытеснит ртуть из раствора, и на поверхности проволоки образуется тонкий слой ртути с характерным зеркальным блеском. [19]
Для эталонирования используют воздух, насыщенный парами ртути. Генератор воздуха, насыщенного парами ртути, представляет собой термо-статируемый с точностью 0 1 С литровый закрытый сосуд, у которого все дно покрыто тонким слоем ртути. Концентрацию паров ртути в атмосфере сосуда подсчитывают на основания ее температуры. Из сосуда шприцем отбирают порцию ртутно-воздушной смеси и разбавляют чистым воздухом до нужной концентрации. [20]
 |
Показатели работы электролизеров. [21] |
Электролизер и разлагатель конструктивно могут быть разделены и сообщаться друг с другом трубопроводом или могут быть расположены в одном общем кожухе. Электролизер - длинный ящик прямоугольного сечения, сверху закрытый крышкой, в которой укреплены графитовые аноды. К слегка наклонному дну ванны подведена катодная шина и по нему непрерывно движется тонкий слой ртути. Таким образом, днище ванны является катодом. Электролизер питается концентрированным ( 310 - 315 г / л) раствором хлорида натрия, который в процессе электролиза обедняется поваренной солью до концентрации 260 - 270 г / л, выводится из ванны, обесхлоривается под разряжением и при продувке его сжатым воздухом донасыщается солью, очищается от примесей ( в схеме не показано) и передается обратно на электролиз. Образующийся хлор выводится через крышку ванны. При движении ртути по дну электролизера в процессе электролиза получается амальгама натрия, которая растворяется в ртути и выводится из электролизера в разлагатель. Разлагатели могут быть различной конструкции - горизонтальные и вертикальные. Горизонтальные разлагатели представляют собой прямоугольный желоб, закрытый крышкой. В разлагатель поступает вода и из него отводятся образующиеся продукты - водород и щелочь. Ванна с ртутным катодом занимает большие площади, что связано с горизонтальным расположением ртутного катода. Существуют ванны, в которых катодами служат вертикальные амальгамированные диски. Эти ванны компактны, но сложны конструктивно и в эксплуатации. [22]
На поверхности графитовых и стеклоуглеродных электродов можно концентрировать ионы многих металлов, восстанавливающиеся при не слишком высоких потенциалах. Пленочные ртутно-графитовые электроды позволяют получать более воспроизводимые результаты, чем электроды из чистого графита. Преимущество пленочных электродов перед стационарным капельным ртутным электродом состоит в том, что сконцентрированный в течение одного и того же времени металл собирается в тонком слое ртути, покрывающей графит. В процессе анодного растворения практически весь сконцентрированный металл переходит в раствор, тогда как заметная часть металла диффундирует в глубь ртутной капли и не участвует в процессе анодного растворения. [23]
На поверхности графитовых и стеклоуглеродных электродов можно концентрировать ионы многих металлов, восстанавливающихся при не слишком высоких потенциалах. Пленочные ртутно-графитовые электроды позволяют получать более воспроизводимые результаты, чем электроды из чистого графита. Преимущество пленочных электродов перед стационарным капельным ртутным электродом состоит в том, что сконцентрированный в течение одного и того же времени металл собирается в тонком слое ртути, покрывающей графит. [25]
Каждая ванна покрыта резиновой футеровкой ( гуммирована) и смонтирована на бетонных опорах, поддерживаемых подвижными фарфоровыми изоляторами. Верх каждой ванны закрывается плоской гуммированной покровной пластиной, через которую проходит медная шина - анод, питающийся постоянным током, напряжение которого механическими контактными выпрямителями снижено с 11000 до 3 5 в. Медная шина поддерживает аноды, изготовленные из рифленого графита, подвешенного на изолированных графитовых стержнях. На дне электролизера, имеющем небольшой наклон, тонкий слой ртути образует катод. Получающаяся в течение процесса амальгама натрия с помощью слива на конце электролизера отделяется от раствора соли и поступает в разлагатель. После разложения амальгамы вертикальный насос возвращает ртуть в электролизер. Газообразный хлор ( чистота которого не меньше 98 %) выводится через отверстие на аноде и переходит в трубопровод. Разбавленный солевой раствор, насыщенный хлором, стекает в установку для дехлорирования, состоящую из пористых плит, через которые пропускается ток воздуха. Выходящий воздух содержит около 1 % хлора, который поглощается известковым молоком. Дегазированный разбавленный солевой раствор снова насыщается солью перед новым поступлением на электролиз. [26]
Для получения капли ртути следует сначала платиновую проволоку проамальгамировать. Для этого через раствор пропускают ток силой 60 ма в течение 1 - 2 мин. Образующуюся каплю стряхивают и вновь наносят электролизом. Эту операцию повторяют до тех пор, пока после стряхивания капли на поверхности платиновой проволоки не останется тонкий слой ртути. После этого электрод годен для получения ртутной капли. Затем опускают электрод в тот же насыщенный раствор азотнокислой закиси ртути и пропускают ток силой 60 ма в течение 30 сек. Получается капля диаметром 0 07 - 0 08 см, которая является оптимальной. Электрод с каплей вынимают, промывают тридистиллятом и осторожно обтирают фильтровальной бумагой от остатков воды, после этого электрод готов к употреблению. [27]
Для получения капли ртути следует сначала платиновую проволоку проамальгамировать. Для этого через раствор пропускают ток силой 60 ма в течение 1 - 2 мин. Образующуюся каплю стряхивают и вновь наносят электролизом. Эту операцию повторяют до тех пор, пока после стряхивания капли на поверхности платиновой проволоки не останется тонкий слой ртути. После этого электрод годен для получения ртутной капли. Затем опускают электрод в тот же насыщенный раствор азотнокислой закиси ртути и пропускают ток силой 60 ма в течение 30 сек. Получается капля диаметром 0 07 - 0 08 см, которая является оптимальной. Электрод с каплей вынимают, промывают тридистиллятом и осторожно обтирают фильтровальной бумагой от остатков воды, после этого электрод готов к употреблению. [28]
Предложено несколько способов создания ртутного катода. Применение в качестве катода неподвижного зеркала ртути, помещенной в корыто, связано с необходимостью периодически, по мере образования амальгамы, заменять ее свежей ртутью. Этот способ в промышленности не используется. Практически применяется только движущийся ртутный катод, в котором образующаяся в процессе электролиза амальгама непрерывно выводится из электролитической ячейки в разлагатель и заменяется свежей ртутью. Почти во всех применяемых на практике электролизерах движущийся ртутный катод образуется за счет перемещения тонкого слоя ртути по плоскому слабо наклонному днищу электролизера. [29]
Прогресс в методах спектроэлектрохимии, как уже говорилось, вызван появлением соответствующих оптически прозрачных электродов, через которые непосредственно проходит луч света в примыкающий к ним слой раствора. Хотя в люминесцентной л рамановской спектроэлектрохимии, а также в спектроэлектрохимии отражения в принципе могут быть использованы электроды вз обычных материалов, в методе трансмиссионной спектроэлектрохимии и спектроэлектрохимии с внутренним отражением использование оптически прозрачных электродов является обязательным. Оптически прозрачный материал должен обеспечить возможность регистрации спектрально активных частиц. Поэтому, например, для регистрации спектров в видимой области в конструкции электродов ( см. раздел 2.2) на оптически прозрачный носитель ( стекло) напыляют платину, золото, элементный углерод или двуокись олова. Для УФ-области носителем является кварц спектральной чистоты, а для инфракрасной области спектра - германий. Такие электроды называют, как отмечено выше, микросетчатыми, или минигридными. Широкий диапазон потенциалов для электрогенерации частиц обеспечивают ртутные оптически прозрачные электроды, полученные при напылении тонкого слоя ртути на платиновую или углеродную поверхность прозрачного электрода. [30]
Страницы: 1 2