1. ¿Qué se observó en el experimento de Oersted?
a) Interacción de dos conductores paralelos con la corriente.
b) Interacción de dos agujas magnéticas.
c) Rotación de la aguja magnética cerca del conductor cuando pasa corriente a través de él.
d) Emergencia corriente eléctrica en una bobina cuando se coloca un imán en ella.
2. ¿Cómo interactúan dos conductores paralelos si las corrientes fluyen a través de ellos en la misma dirección?
a) son atraídos. b) Repeler. c) La fuerza de interacción es cero. d) No hay una respuesta correcta.
3. Cuando una corriente eléctrica continua pasa a través de un conductor, surge un campo magnético a su alrededor. Se detecta por la ubicación de limaduras de acero en una hoja de papel o por el giro de una aguja magnética ubicada cerca del conductor ¿Cómo se puede mover este campo magnético en el espacio?
a) Transferencia de limaduras de acero. b) Moviendo el imán. c) La transferencia de un conductor con corriente. d) El campo magnético no se puede mover.
4. ¿Cómo se ubicarán las agujas magnéticas colocadas en los puntos A y B dentro de la bobina cuando se abra la llave K?
a) Igual polo norte a la derecha en la figura.
b) El mismo polo norte a la izquierda en la figura.
c) Flechas con los polos norte uno frente al otro.
d) Flechas con los polos sur uno frente al otro.
5. ¿Por qué el dispositivo de los motores de CA es más simple que el de CC? ¿Por qué se utilizan motores de corriente continua en los vehículos?
6. Determinar los polos del electroimán.
7. Representar el campo magnético de las corrientes y determinar la dirección de las líneas de fuerza. campo magnético.
8. Determine la dirección de la fuerza que actúa sobre un conductor que lleva corriente colocado en un campo magnético.
9. Tiene tres elementos - "dispositivo": bloque de madera, dos clavos de acero no atractivos y un imán permanente.
Tres "cajas negras" contienen respectivamente: un imán, dos clavos y un bloque de madera. ¿Qué instrumentos y en qué secuencia es mejor utilizar para averiguar qué hay en cada una de las cajas?
10. Un motor de CC consume una corriente de 2 A de una fuente con un voltaje de 24 V. ¿Cuál es la potencia mecánica del motor si la resistencia de su devanado es de 3 ohmios? ¿Cuál es su K.P.D.?
Determine la dirección de la corriente en el conductor, cuya sección transversal y el campo magnético se muestran en la Figura 1.3. ¿Qué dirección tiene la corriente en el conductor, cuya dirección de las líneas de campo magnético está indicada por flechas (Fig. 3)?
5. En la dirección de las líneas de fuerza magnéticas que se muestran en la Figura 5, determine la dirección de la corriente circular en el anillo.
Las ondas electromagnéticas surgen: A. Cuando las cargas eléctricas se mueven a una velocidad constante. B. Con movimiento acelerado de electricidadB. Alrededor de cargas estacionarias.
G. Alrededor de un conductor fijo por el que pasa una corriente eléctrica continua.
D. Alrededor de una placa de metal con carga fija
1. La corriente eléctrica se llama... A). el movimiento de electrones. B). movimiento ordenado de partículas cargadas. B). movimiento ordenado de los electrones. 2.Para crear una corriente eléctrica en un conductor, es necesario... A). crear un campo eléctrico en él. B). crear cargas eléctricas en él. B). para separar las cargas eléctricas en él. 3. ¿Qué partículas crean una corriente eléctrica en los metales? UN). electrones libres. B). iones positivos. B). iones negativos ^ 4. ¿Qué acción de corriente se usa en los galvanómetros? A. Térmica. B. Química. B. Magnético. 5. La intensidad de la corriente en el circuito de la estufa eléctrica es de 1,4 A. ¿Qué carga eléctrica atraviesa la sección transversal de su espiral en 20 minutos? UN). 3200 cl. B). clase 1680 B). 500 cl. ^ 6. ¿En qué diagrama (Fig. 1) está conectado correctamente el amperímetro al circuito? PERO). 1.B). 2.B). 3. 7. Cuando una carga eléctrica igual a 6 C pasa por el conductor, se realiza un trabajo de 660 J. ¿Cuál es el voltaje en los extremos de este conductor? PERO). 110 V.B). 220 V.V). 330V. ^ 8. ¿En qué diagrama (Fig. 2) está conectado correctamente el voltímetro al circuito? PERO). 1.B). 2. 9. Dos ovillos alambre de cobre de la misma sección tienen una longitud de 50 y 150 m, respectivamente, ¿cuál de ellos tiene mayor resistencia y cuántas veces? PERO). La primera es 3 veces. B). El segundo es 3 veces. ^ 10. ¿Cuál es la fuerza de la corriente que pasa a través de un alambre de níquel de 25 cm de largo y 0,1 mm2 de sección transversal si el voltaje en sus extremos es de 6 V? PERO). 2 A. B). 10 A. B). 6A
1. ¿En qué unidades se mide la intensidad de la corriente eléctrica? A. ohmios; BJ; WW; G. A.2. ¿Qué acciones se manifiestan siempre cuando una corriente eléctrica pasa por cualquier medio?
PERO. Térmico; B. Magnético; EN. Químico; GRAMO. Luz.
4. Determine el voltaje bajo el cual se encuentra la bombilla, si al mover una carga de 10 C, se realiza un trabajo de 2200 J.
5. Determine la resistencia de la sección AB en el circuito que se muestra en la figura.
6. Calcule la resistencia de un alambre de nicromo con una longitud de 150 m y un área de sección transversal de 0,2 mm2.
7. Un conductor de cobre con una sección transversal de 3,5 mm2 y una longitud de 14,2 m transporta una corriente de 2,25 A. Determine el voltaje en los extremos de este conductor.
8. ¿Cuántos electrones pasan a través de la sección transversal del conductor en 35 s con una intensidad de corriente de 16 A en él?
9. Determine la masa de un alambre de hierro con un área de sección transversal de 2 mm2, tomada para hacer una resistencia con una resistencia de 6 ohmios.
Soluciones de agua electroactivada: se pueden usar catolitos y anolitos en agricultura, para aumentar la productividad de las plantas, en la ganadería, la medicina, para la desinfección del agua y para fines domésticos. El tratamiento electroquímico del agua incluye varios electro procesos quimicos asociado con la transferencia en constante campo eléctrico electrones, iones y otras partículas (electrólisis, electroforesis, electroflotación, electrocoagulación), la principal de las cuales es la electrólisis del agua. Este artículo introduce al lector a los principales procesos subyacentes a la electrólisis del agua.
Introducción
El fenómeno de activación electroquímica del agua (EAW) es una combinación de efectos electroquímicos y electrofísicos sobre el agua en una doble capa eléctrica (DEL) de electrodos (ánodo y cátodo) durante la transferencia de carga fuera del equilibrio a través del DEL por medio de electrones y en condiciones de intensa dispersión en el líquido de los productos gaseosos resultantes de las reacciones electroquímicas. Hay cuatro procesos principales en el proceso de ECA:
- descomposición electrolítica del agua (electrólisis) debido a reacciones redox en los electrodos, provocadas por un campo eléctrico externo constante;
- electroforesis - el movimiento en un campo eléctrico de partículas e iones cargados positivamente al cátodo, y partículas e iones cargados negativamente al ánodo;
- electroflotación: la formación de flóculos y agregados de gas que consisten en burbujas de gas finamente dispersas (hidrógeno en el cátodo y oxígeno en el ánodo) e impurezas de agua dispersas en grueso;
- electrocoagulación - la formación de agregados coloidales de partículas de la fase dispersa precipitada debido al proceso de disolución anódica del metal y la formación de cationes metálicos Al 3+ , Fe 2+ , Fe 3+ bajo la influencia de un campo eléctrico constante .
Como resultado del tratamiento del agua con corriente eléctrica continua, a potenciales iguales o superiores al potencial de descomposición del agua (1,25 V), el agua pasa a un estado metaestable caracterizado por valores anormales de actividad electrónica y otros parámetros físico-químicos (pH, Eh, ORP, conductividad eléctrica). El paso de una corriente eléctrica constante a través del volumen de agua se acompaña de procesos electroquímicos, como resultado de lo cual se producen reacciones redox que conducen a la destrucción (destrucción) de la contaminación del agua, la coagulación de los coloides, la floculación de las impurezas gruesas y su posterior flotación. .
El fenómeno de la activación electroquímica del agua es una combinación de efectos electroquímicos y electrofísicos sobre el agua en una doble capa eléctrica de electrodos durante la transferencia de carga fuera del equilibrio.
El tratamiento electroquímico se utiliza para aclarar y decolorar aguas naturales, su ablandamiento, depuración de metales pesados (Cu, Co, Cd, Pb, Hg), cloro, flúor y sus derivados, para el tratamiento de aguas residuales que contengan derivados del petróleo, compuestos orgánicos y organoclorados, colorantes, tensioactivos, fenol. Las ventajas de la depuración electroquímica del agua es que permite ajustar los valores pH pH y potencial redox E h , de los que depende la posibilidad de varios procesos químicos en el agua; aumenta la actividad enzimática de lodos activados en tanques de aireación; reduce resistividad y mejora las condiciones de coagulación y sedimentación de sedimentos orgánicos.
En 1985, EXHAV fue reconocido oficialmente como una nueva clase de fenómenos físicos y químicos. La Orden del Gobierno de la Federación Rusa del 15 de enero de 1998 No. VCh-P1201044 dio recomendaciones a los ministerios y departamentos para usar esta tecnología en medicina, agricultura e industria.
electrólisis del agua
La etapa principal del tratamiento electroquímico del agua es la electrólisis del agua. Cuando una corriente eléctrica constante pasa a través del agua, la entrada de electrones en el agua en el cátodo, así como la eliminación de electrones del agua en el ánodo, se acompaña de una serie de reacciones redox en las superficies del cátodo y ánodo. Como resultado, se forman nuevas sustancias, cambia el sistema de interacciones intermoleculares, la composición del agua, incluida la estructura del agua. Instalación típica para tratamiento electroquímico de agua consiste en una unidad de tratamiento de agua 1, un electrolizador 2, una unidad de tratamiento de agua después del tratamiento electroquímico 3 (Fig. 1).
En algunas plantas de tratamiento electroquímico de agua, se proporciona una purificación mecánica preliminar del agua, lo que reduce el riesgo de obstrucción de la celda electrolítica con impurezas gruesas con un gran resistencia hidráulica. Bloquear para limpieza mecanica el agua es necesaria si, como resultado del tratamiento electroquímico, el agua se satura con impurezas gruesas, por ejemplo, escamas de hidróxidos metálicos (Al (OH) 3, Fe (OH) 3, Mg (OH) 2) después de la electrocoagulación). El elemento principal de la instalación es un electrolizador, formado por una o varias celdas de electrólisis (Fig. 2).
La celda de electrólisis está formada por dos electrodos, un ánodo cargado positivamente y un cátodo cargado negativamente, conectados a diferentes polos de una fuente de corriente continua. El espacio entre electrodos está lleno de agua, que es un electrolito capaz de conducir corriente eléctrica. Como resultado de la operación del dispositivo, hay una transferencia de cargas eléctricas a través de una capa de agua, electroforesis, es decir, la migración de partículas polares, portadores de carga, iones, a electrodos de signo opuesto.
Cuando una corriente eléctrica constante pasa a través del agua, la entrada de electrones en el agua en el cátodo, así como la eliminación de electrones del agua en el ánodo, se acompaña de una serie de reacciones redox en las superficies del cátodo y ánodo.
En este caso, los aniones con carga negativa se mueven hacia el ánodo y los cationes con carga positiva se mueven hacia el cátodo. En los electrodos, los iones cargados pierden su carga, se despolarizan y se convierten en productos de descomposición. Además de los iones cargados, las partículas polares de diversas dispersiones, incluidas las partículas gruesas (partículas emulsionadas, burbujas de gas, etc.), participan en la electroforesis, pero los iones cargados con la mayor movilidad desempeñan el papel principal en la transferencia de cargas electroquímicas. Las partículas polares incluyen partículas polares entre las impurezas del agua y las moléculas de agua, lo que se explica por su estructura especial.
El átomo de oxígeno central, que forma parte de la molécula de agua, que tiene una electronegatividad mayor que los átomos de hidrógeno, atrae electrones hacia sí mismo, dando asimetría a la molécula. Como resultado, la densidad electrónica se redistribuye: la molécula de agua se polariza, asumiendo las propiedades de un dipolo eléctrico con un momento dipolar de 1,85 D (Debye), con cargas positivas y negativas en los polos (Fig. 3).
Los productos de las reacciones de los electrodos son impurezas acuosas neutralizadas, hidrógeno y oxígeno gaseosos formados durante la destrucción electrolítica de las moléculas de agua, cationes metálicos (Al 3+, Fe 2+, Fe 3+) en el caso de utilizar ánodos metálicos de aluminio y acero. , cloro molecular, etc. En este caso, se genera hidrógeno gaseoso en el cátodo y oxígeno en el ánodo. La composición del agua contiene una cierta cantidad de ion hidronio H 3 O +, que se despolariza en la superficie del cátodo con la formación de hidrógeno atómico H:
H 3 O + + e - → H + H 2 O.
En un ambiente alcalino, el H 3 O + está ausente, pero las moléculas de agua se destruyen, acompañadas de la formación de hidrógeno atómico H - e hidróxido OH -:
H 2 O + e - → H + OH -.
Los átomos de hidrógeno reactivos se adsorben en las superficies de los cátodos y, después de la recombinación, forman hidrógeno molecular H 2 , que se libera del agua en forma gaseosa:
H + H → H 2.
Al mismo tiempo, se libera oxígeno atómico en los ánodos. En un ambiente ácido, este proceso va acompañado de la destrucción de las moléculas de agua:
2H 2 O - 4e - → O 2 + 4H +.
En un ambiente alcalino, los iones de hidróxido de OH siempre sirven como fuente de formación de oxígeno, moviéndose bajo la acción de la electroforesis en los electrodos, desde el cátodo hasta el ánodo:
4 OH - → O 2 + 2 H 2 O + 4 e -.
Los potenciales redox normales de estas reacciones son +1,23 y +0,403 V, respectivamente, pero el proceso procede en condiciones de algunos
sobretensión La celda de electrólisis se puede considerar como un generador de los productos anteriores, algunos de los cuales, al entrar en interacción química entre sí y con la contaminación del agua en el espacio entre electrodos, proporcione una purificación química adicional del agua (electroflotación, electrocoagulación). Estos procesos secundarios no ocurren en la superficie de los electrodos, sino en el volumen de agua. Por lo tanto, a diferencia de los procesos de electrodos, se designan como volumétricos. Se inician por un aumento de la temperatura del agua durante la electrólisis y un aumento del pH durante la destrucción catódica de las moléculas de agua.
Distinguir entre oxidación catódica y anódica. Durante la oxidación catódica de la molécula. materia orgánica, al ser absorbidos en cátodos, aceptan electrones libres, se restituyen, transformándose en compuestos que no son contaminantes. En algunos casos, el proceso de recuperación se lleva a cabo en una etapa:
R + H + + e - → RH, donde R es un compuesto orgánico; RH es la forma hidratada del compuesto y no es un contaminante.
En otros casos, la reducción catódica tiene lugar en dos etapas: en la primera etapa (I), la molécula orgánica se convierte en un anión, en la segunda (II), el anión se hidrata al interactuar con un protón de agua:
R + e - → R - , (I) R - + H + → RH. (II)
Distinguir entre oxidación catódica y anódica. Durante la oxidación catódica, las moléculas de sustancias orgánicas, al ser absorbidas en cátodos, aceptan electrones libres y se reducen.
Los cátodos hechos de materiales que requieren una alta sobretensión (plomo, cadmio) permiten, con un alto costo de electricidad, destruir moléculas orgánicas y generar radicales libres reactivos, partículas que tienen electrones libres desapareados (Cl*, O*, OH* ) en las órbitas externas de átomos o moléculas, NO*2, etc.). Esta última circunstancia confiere a los radicales libres la propiedad de reactividad, es decir, la capacidad de entrar en reacciones químicas con impurezas acuosas y destruirlas.
RH → R + H + + e - .
La oxidación anódica de compuestos orgánicos a menudo conduce a la formación de radicales libres, cuyas transformaciones posteriores están determinadas por su reactividad. Los procesos de oxidación anódica son de varias etapas y proceden con la formación de productos intermedios. La oxidación anódica reduce la estabilidad química de los compuestos orgánicos y facilita su posterior degradación durante los procesos a granel.
En los procesos de oxidación volumétrica, los productos de la electrólisis del agua desempeñan un papel especial: oxígeno (O 2), peróxido de hidrógeno (H 2 O 2) y compuestos de cloro que contienen oxígeno (HClO). En el proceso de electrólisis, se forma un compuesto extremadamente reactivo: H 2 O 2, cuya formación de moléculas se produce debido a los radicales hidroxilo (OH *), que son los productos de la descarga de iones hidroxilo (OH-) en el ánodo. :
2OH - → 2OH* → H 2 O 2 + 2e -, donde OH* es un radical hidroxilo.
Las reacciones de interacción de las sustancias orgánicas con los agentes oxidantes transcurren durante un cierto período de tiempo, cuya duración depende del valor del potencial redox del elemento y de la concentración de las sustancias que reaccionan. A medida que la concentración del contaminante disminuye y la concentración del contaminante disminuye, el proceso de oxidación disminuye.
La velocidad del proceso de oxidación durante el tratamiento electroquímico depende de la temperatura del agua tratada y del pH. En el proceso de oxidación de compuestos orgánicos, se forman productos intermedios que difieren del inicial tanto en resistencia a transformaciones posteriores como en indicadores de toxicidad.
Las fuentes de cloro activo y sus compuestos que contienen oxígeno generados en el electrolizador son los cloruros en el agua tratada y el cloruro de sodio (NaCl), que se introduce en el agua tratada antes de la electrólisis. Como resultado de la oxidación anódica de los aniones Cl–, se genera cloro gaseoso Cl 2 . Dependiendo del pH del agua, se hidroliza para formar ácido hipocloroso HOCl o forma iones de hipoclorito ClO - . El equilibrio de la reacción depende del valor del pH.
A pH = 4-5, todo el cloro se encuentra en forma de ácido hipocloroso (HClO), y a pH = 7, la mitad del cloro se encuentra en forma de ion hipoclorito (OCl -) y la otra mitad en forma de ácido hipocloroso. (HClO) (Fig. 4). El mecanismo de interacción del ion hipoclorito (ClO -) con la sustancia oxidada se describe mediante la siguiente ecuación:
ClO - + A = C + Cl, donde A es la sustancia oxidable; C es un producto de oxidación.
La oxidación electroquímica de compuestos orgánicos con hipocloriton (ClO -) se acompaña de un aumento del potencial redox Eh, lo que indica el predominio de procesos oxidativos. El crecimiento de Eh depende de la relación entre la concentración de cloro activo en el espacio entre electrodos y el contenido de impurezas orgánicas en el agua. A medida que se limpia y se reduce la cantidad de contaminación, esta relación aumenta, lo que conduce a un aumento de Eh, pero luego este indicador se estabiliza.
La cantidad de sustancia que reaccionó en los electrodos al pasar una corriente eléctrica continua de acuerdo con la ley de Faraday es directamente proporcional a la intensidad de la corriente y al tiempo de procesamiento:
G = AI cur τ, (1)
donde A es el equivalente electroquímico del elemento, g/(A⋅h); I cur - fuerza actual, A; τ es el tiempo de procesamiento, h. El equivalente electroquímico del elemento está determinado por la fórmula:
A = M/26,8 z, (2)
donde M es la masa atómica del elemento, g; z es su valencia. Los valores de los equivalentes electroquímicos de algunos elementos se dan en la Tabla. uno.
La cantidad real de sustancia generada durante la electrólisis es menor que la teórica, calculada por la fórmula (1), ya que parte de la electricidad se gasta en calentar agua y electrodos. Por lo tanto, los cálculos tienen en cuenta el factor de utilización actual η< 1, величина которого определяется экспериментально.
Durante los procesos de electrodos, hay un intercambio de partículas cargadas e iones entre el electrodo y el electrolito: agua. Para hacer esto, bajo condiciones de equilibrio en estado estacionario, es necesario crear potencial eléctrico, valor mínimo lo cual depende del tipo de reacción redox y de la temperatura del agua a 25 °C (Cuadro 2).
Los principales parámetros de la electrólisis del agua incluyen la intensidad y la densidad de la corriente, el voltaje dentro de la celda del electrodo, así como la velocidad y la duración de la permanencia del agua entre los electrodos.
Los voltajes generados en la celda del electrodo deben ser suficientes para que ocurran reacciones redox en los electrodos. El valor del voltaje depende de la composición iónica del agua, la presencia de impurezas en el agua, por ejemplo, tensioactivos, densidad de corriente (su fuerza por unidad de área del electrodo), material del electrodo, etc. En igualdad de condiciones, el La tarea de elegir un material de electrodo es garantizar que para el paso de las reacciones oxidativo-reductoras en los electrodos, el voltaje requerido se mantenga al mínimo, ya que esto reduce los costos. energía eléctrica.
Algunas reacciones redox compiten: proceden simultáneamente y se inhiben mutuamente. Su flujo se puede controlar cambiando el voltaje en la celda electrolítica. Entonces, el potencial normal de la reacción de formación de oxígeno molecular es +0.401 V o +1.23 V; con un aumento en el voltaje a +1.36 V (potencial normal para la reacción de formación de cloro molecular), solo se liberará oxígeno en el ánodo, y con un mayor aumento en el potencial, tanto el oxígeno como el cloro se liberarán simultáneamente, y el cloro se liberará con una intensidad insuficiente. A una tensión de unos 4-5 V, el desprendimiento de oxígeno prácticamente cesará y la celda electrolítica sólo generará cloro.
Cálculo de los principales parámetros del proceso de electrólisis del agua.
Los parámetros principales de la electrólisis del agua incluyen la intensidad y la densidad de la corriente, el voltaje dentro de la celda del electrodo, así como la velocidad y la duración de la permanencia del agua en el espacio entre electrodos.
La fuerza actual I cur es un valor determinado en función del rendimiento requerido para el producto generado [A], se determina mediante la fórmula:
Icur=G/A tη , (3)
Esta fórmula se obtiene transformando la fórmula (1) teniendo en cuenta el factor de utilización actual η. La densidad de corriente es su fuerza, relacionada con la unidad de área del electrodo [A/m 2], por ejemplo, el ánodo, se determina a partir de la siguiente expresión:
i en = I cur / F en, (4)
donde Fan es el área del ánodo, m 2 . La densidad de corriente tiene la influencia más decisiva en el proceso de electrólisis: es decir, con un aumento de la densidad de corriente, los procesos de los electrodos se intensifican y la superficie de los electrodos disminuye, pero al mismo tiempo, la tensión en la celda de electrólisis aumenta y, en consecuencia, toda la intensidad energética del proceso. Un mayor aumento en la densidad de corriente intensifica la liberación de gases de electrólisis, lo que provoca el burbujeo y la dispersión de productos insolubles del tratamiento eléctrico del agua.
Con un aumento en la densidad de corriente, también aumenta la pasivación de los electrodos, que consiste en bloquear los electrones entrantes por depósitos superficiales del ánodo y el cátodo, lo que aumenta la resistencia eléctrica en las celdas de los electrodos e inhibe las reacciones redox que ocurren en los electrodos.
Los ánodos se pasivan como resultado de la formación de películas delgadas de óxido en sus superficies, como resultado de la absorción de oxígeno y otros componentes en los ánodos, que, a su vez, absorben partículas de impurezas acuosas. Sobre los cátodos se forman principalmente depósitos de carbonato, especialmente en el caso de tratamiento de agua con dureza aumentada. Por estas razones, la densidad de corriente durante la electrólisis del agua debe ajustarse al mínimo en las condiciones para la aparición estable de las reacciones redox necesarias en el curso del proceso tecnológico.
El tiempo de residencia del agua en el espacio entre electrodos del electrolizador está limitado por el tiempo requerido para generar la cantidad correcta productos de electrólisis.
El voltaje en la celda del electrodo [V] está determinado por la fórmula:
V yo = yo en ΔK gramo / χ R , (5)
donde i an es la densidad de corriente, A/m 2 ; D es la distancia entre los electrodos (ancho del canal entre electrodos), m; χ R es la conductividad eléctrica del agua, 1/(Ohm⋅m); K g - coeficiente de llenado de gas del espacio entre electrodos, generalmente tomado K g \u003d 1.05-1.2.
La fórmula (5) no tiene en cuenta resistencia eléctrica electrodo debido a sus bajos valores, pero con la pasivación, estas resistencias resultan significativas. Se supone que el ancho del canal entre electrodos es mínimo (3-20 mm) de acuerdo con las condiciones de no obstrucción por impurezas.
La conductividad eléctrica específica del agua χ R depende de una serie de factores, entre los cuales los más significativos son la temperatura, el pH, la composición iónica y la concentración de iones (Fig. 5). Con un aumento de la temperatura, la conductividad eléctrica χ R aumenta y el voltaje disminuye (Fig. 6). El valor mínimo de conductividad eléctrica corresponde a pH = 7. Además, durante el proceso de electrólisis, la temperatura y el pH del agua aumentan. Si pH > 7, entonces podemos esperar una disminución en la conductividad eléctrica específica del agua χ R , y a valores de pH< 7 удельная электропроводность воды χ R , наоборот, возрастает (рис. 5).
La conductividad eléctrica específica de las aguas naturales de mineralización media es 0,001-0,005 1 / (Ohm⋅m), las aguas residuales urbanas es 10-0,01 1 / (Ohm⋅m) . Durante la electrólisis, la conductividad eléctrica debe estar en el rango de 0.1-1.0 1 / (Ohm⋅m) . Si la fuente de agua tiene una conductividad eléctrica insuficiente, se debe aumentar la salinidad (Fig. 7). Por lo general, se usa cloruro de sodio (NaCl) para esto, cuyas dosis se determinan experimentalmente y suelen ser de 500-1500 mg / l (8-25 meq / l). El cloruro de sodio no solo es conveniente en términos de aplicación y seguridad (almacenamiento, preparación de la solución, etc.), sino que, en presencia de NaCl, la pasivación de los electrodos se ralentiza. Al disociarse en agua, el NaCl satura el agua con aniones de cloro Cl - y cationes de sodio Na + . Los iones de cloro Cl - tienen talla pequeña y al penetrar a través de los depósitos de pasivación hasta la superficie del ánodo se destruyen estos depósitos. En presencia de otros aniones, especialmente iones sulfato (SO 2- 4 ), se reduce el efecto despasivante de los iones cloruro (Cl -). El funcionamiento estable de la celda es posible si los iones - Cl - constituyen al menos el 30% del número total de aniones. Como resultado de la electroforesis, los cationes de sodio Na + se mueven hacia los cátodos, en los que se generan iones de hidróxido OH - y, al interactuar con estos últimos, forman hidróxido de sodio (NaOH), que disuelve los depósitos de carbonato en los cátodos.
El consumo de energía [W] de la celda electrolítica está determinado por la siguiente relación:
Consumo de N = η e I cur V e, (6)
donde η e es la eficiencia de la celda, se suele tomar η e = 0.7-0.8; I cur - fuerza actual, A; V e - voltaje en el electrolizador, V.
El tiempo de residencia del agua en el espacio entre electrodos de la celda está limitado por el tiempo requerido para generar la cantidad requerida de productos de electrólisis, así como por la duración de las reacciones volumétricas correspondientes, y se determina experimentalmente.
La velocidad del movimiento del agua en el espacio entre electrodos se establece teniendo en cuenta las condiciones para la eliminación de productos de electrólisis y otras impurezas del electrolizador; además, la mezcla turbulenta depende de la velocidad del movimiento del agua, lo que afecta el curso de las reacciones volumétricas. Al igual que el tiempo de residencia del agua, la velocidad del agua se elige en base a datos experimentales.
Continuará.
1. Bakhir V.M., Liakumovich A.G., Kirpichnikov P.A., Spektor L.E., Mamadzhanov U.D. Naturaleza física de los fenómenos de activación de sustancias // Izv. Academia de Ciencias de la RSS de Uzbekistán. Ser. tecnología Nauk., N° 1/1983.
2. Kulsky LA Purificación de agua por electrocoagulación / L.A. Kulsky, P. P. Strokach, VA Slipchenko y otros - Kiev: Budivelnik, 1978.
3. Lipovetsky Ya.M. Métodos electroquímicos de depuración de aguas potables y residuales / Ya.M. Lipovetsky, Ya.D. Rappoport - M .: TsBNTI del Minzhilkomkhoz de la RSFSR, 1985.
4. Kirpichnikov P.A., Bakhir V.M., Gamer P.U., Dobrenkov G.A., Liakumovich A.G., Fridman B.S., Agadzhanyan S.I. Sobre la naturaleza de la activación electroquímica de los medios // Dokl. Academia de Ciencias de la URSS, No3/1986, Vol. 286.
5. Bakhir V.M., Zadorozhniy Yu.G. Reactores electroquímicos RPE. - M.: "Hiperoks", 1991.
6. Yakovlev S.V. Tecnología de tratamiento electroquímico de aguas / S.V. Yakovlev, I. G. Krasnoborodko, V. M. Rogov. — L.: L.O. Stroyizdat, 1987.
7. Bakhir V. M. técnica moderna sistemas electroquimicos para la desinfección, purificación y activación del agua. — M.: VNIIIMT, 1999.
8. Bakhir V.M., Zadorozhniy Yu.G., Leonov B.I., Panicheva S.A., Prilutsky V.I. Activación electroquímica: purificación y producción de agua soluciones beneficiosas. — M.: VNIIIMT, 2001.
9. Kulsky LA Manual de propiedades, métodos de análisis y purificación del agua. Parte 1 / Los Ángeles Kulsky, TI Goronovsky, A. M. Koganovsky y otros - Kiev: Naukova Dumka, 1980.
10. Medrish G. L. Desinfección de aguas naturales y residuales mediante electrólisis / G.L. Medrish, A.A. Taisheva, D. L. Cuenca. — M.: Stroyizdat, 1982.
11. Volovnik G. I. Bases teóricas tratamiento de agua / G.I. Volovnik, L. D. Terejov. Parte 1. - Khabarovsk: Editorial de la Universidad Estatal de Ingeniería Ferroviaria del Lejano Oriente, 2000.
12. Bakhir V. M. activación electroquímica. Parte 2. - M.: VNIIII cariño. tecnología, 1992.
13. Babtsova N. F., Komarov I. F. Experiencia en el uso del dispositivo STEL en el departamento quirúrgico / II Int. sim. "Electr. activación”, Parte 1. - M., 1999.
14. Leonov B.I., Prilutsky V.I., Bakhir V.M. Aspectos fisicoquímicos de la acción biológica del agua activada electroquímicamente. — M.: VNIIIMT, 1999.
15. Bakhir V. M. Aspectos teóricos activación electroquímica / II Int. sim. "Electr. activación". Parte 1. - M., 1999.
16. Toropkov V.V., Altshul E.B., Toropkova E.V. Características toxicológicas del catolito de la droga / III Int. sim. "Electr. activación". -M., 2001.
17. Leonov B.I., Bakhir V.M., Vtorenko V.I. Activación electroquímica en medicina práctica / II Int. sim. "Activación electroquímica", Parte 1. - M., 1999.
18. Toropkov V. V. Altshul EB, Peresypkin O.I. Eficacia farmacológica de la acción de los anólitos AN y ANK sobre las mucosas de la cavidad bucal / II Int. sim. "Electr. activación” // Actas, informes. y mensaje Parte 1. - M., 1999.
19. Prilutsky V.I., Bakhir V.M. electroquímicamente agua activada Palabras clave: propiedades anómalas, mecanismo de acción biológica. — M.: VNIIIMT, 1997.
20. Panicheva S.A. Nuevas tecnologías para la desinfección y esterilización de dispositivos médicos complejos. — M.: VNIIIMT, 1998.
La electrólisis es un conjunto de procesos redox que ocurren cuando una corriente eléctrica continua pasa a través de una solución electrolítica o se funde con electrodos sumergidos en ella.
El dispositivo en el que se lleva a cabo la electrólisis se llama electrolizador.
El electrodo sobre el que tienen lugar los procesos de oxidación se denomina ánodo. En el electrolizador, está cargado positivamente (conectado al polo positivo de una fuente de CC externa).
El electrodo sobre el que tienen lugar los procesos de reducción se denomina cátodo. En el electrolizador, está cargado negativamente (conectado al polo negativo de una fuente de CC externa).
Cuando se aplica un voltaje, los cationes (partículas con carga positiva) se mueven hacia el cátodo, los aniones (partículas con carga negativa) se mueven hacia el ánodo y allí se descargan. En el ánodo, los iones donan electrones y se oxidan. En el cátodo, los iones aceptan electrones, se reducen.
Solo los cationes y aniones del electrolito no siempre están involucrados en los procesos de electrodos; compiten con las moléculas del solvente, en particular el agua, si se electroliza una solución acuosa.
Además, la participación del agua en los procesos electroquímicos durante la electrólisis puede conducir a otro resultado. Los radicales libres OH formados como intermediarios ( debido a la oxidación de iones de hidróxido en el ánodo) y H ( debido a la reducción de iones de hidrógeno en el cátodo) tienen una alta reactividad y propiedades oxidantes y reductoras fuertemente pronunciadas, respectivamente. En la superficie del electrodo, pueden participar en la interacción con sustancias disueltas en agua. En tales casos, se habla de oxidación en el espacio del ánodo y reducción en el espacio del cátodo.
Las características del flujo de los procesos electroquímicos en soluciones acuosas se deben a la capacidad de las moléculas de agua para sufrir oxidación (en el ánodo) y reducción (en el cátodo).
Ánodo (+) pH=0 pH=7 pH=14
2H 2 O - 4e \u003d 2O + 2H + 4OH - - 4e \u003d 4OH 4OH - - 4e \u003d 4OH
2O \u003d O 2 4OH \u003d O 2 + 2H 2 O 4OH \u003d O 2 + 2H 2 O
2H 2 O - 4e \u003d 2O + 2H +
Cátodo (–) pH=0 pH=7 pH=14
2H + + 2e = 2H 2H 2 O + 2e = 2H + 2OH - 2H 2 O + 2e = 2H + 2OH -
2H \u003d H 2 o 2H \u003d H 2
Distinguir primario y secundario procesos de electrodos. Los primarios son de naturaleza electroquímica, los secundarios no son electroquímicos. Como resultado de la electrólisis, los correspondientes productos de reducción y oxidación (procesos primarios) se liberan en los electrodos (cátodo y ánodo), que, dependiendo de las condiciones, pueden reaccionar con el solvente, el material del electrodo, entre sí (recombinación de átomos), etc (procesos secundarios). En algunos casos, es imposible separar inequívocamente los procesos primario y secundario. En el ejemplo anterior, los radicales libres OH (en el ánodo) y H (en el cátodo) se formaron como resultado de procesos primarios, y la oxidación de iones de manganato y la reducción de ácido nítrico fueron procesos secundarios. Consideremos un ejemplo más.
En algunos casos, las reacciones secundarias se superponen al curso de los procesos principales durante la electrólisis: la interacción entre los productos de la electrólisis o las reacciones de los productos con el agua. Para evitar reacciones secundarias entre los productos de electrólisis, se utilizan diafragmas (tabiques entre el ánodo y el cátodo) para evitar la difusión de ciertos iones. Por ejemplo, en el ejemplo anterior con la electrólisis de una solución de cloruro de sodio, para evitar la interacción entre los iones de cloro e hidróxido, el cátodo está rodeado por un diafragma que evita la difusión de los iones de sodio y cloro. Como resultado, el álcali (NaOH) se concentra en el espacio del cátodo. Por lo tanto, en la mayoría de los casos, se debe esperar una ligera diferencia en la composición de los productos durante la electrólisis de la misma solución con y sin diafragma.
E diciembre \u003d E A - E K
Para cada electrolito hay un valor específico valor mínimo voltaje (de una fuente de corriente externa), que se debe aplicar a los electrodos para que se lleve a cabo la electrólisis. Se llama tensión de expansión (E descom).
El voltaje de descomposición es la diferencia entre los potenciales de electrodo de los procesos de ánodo y cátodo.
E diciembre \u003d E A - E K
En el cátodo, en primer lugar, se reducen los iones o moléculas que forman parte del sistema redox con potencial más positivo (que son la forma reducida en los sistemas redox con potencial más positivo).
1) Si se somete a electrólisis fundir, que contiene varios cationes diferentes metales, entonces en este caso la secuencia de reducción está determinada por los potenciales de electrodo de los metales bajo las condiciones dadas ( en este derretimiento!). En este caso, en primer lugar, los cationes de metales con gran valor potencial de electrodo (desde el final de la serie de voltajes para una masa fundida dada).
2) Recuperación procesos en el cátodo en soluciones acuosas:
Cationes metálicos situados en una serie de tensiones posteriores al hidrógeno (con un potencial de electrodo estándar superior al del hidrógeno): Cu 2+, Hg 2 2+, Ag+, Hg 2+, Pt 2+... Pt 4+. Durante la electrólisis, se reducen casi por completo en el cátodo y se liberan en forma de metal.
· Cationes metálicos situados al principio de la fila (con un potencial de electrodo estándar inferior al del aluminio): Li+, Na+, K+… Al 3+. Durante la electrólisis, no se restauran, sino que se restauran las moléculas de agua.
Cationes metálicos situados en fila después del aluminio y antes del hidrógeno (con un potencial de electrodo estándar superior al del aluminio, pero inferior al del hidrógeno): Mn 2+, Zn 2+, Cr 3+, Fe 2+ ... H Durante la electrólisis, estos cationes se reducen en el cátodo simultáneamente con las moléculas de agua.
3) Si se aplica un voltaje que aumenta gradualmente a una solución que contiene varios cationes, la electrólisis comienza cuando se alcanza el potencial de descomposición del catión con el potencial más positivo. Entonces, durante la electrólisis de una solución que contiene iones Cu 2+ (Å 0 Cu 2+ / Cu = 0,35 V) y Zn 2+ (Å 0 Zn 2+ / Zn = – 0,76 V), primero se libera cobre en el cátodo , y solo después de que casi todos los iones de cobre se hayan descargado, el zinc comenzará a liberarse.
Parecería que según los valores de los potenciales de electrodo, en solución acuosa sería posible precipitar sólo los metales que se encuentran en la serie de tensiones después del hidrógeno. Sin embargo, debido a la sobretensión del hidrógeno, muchos metales pueden depositarse a partir de soluciones acuosas que, de acuerdo con los valores de sus potenciales estándar, no deberían depositarse (por ejemplo, Zn). Además, la naturaleza del medio (ácido, neutro, alcalino) afecta la naturaleza del metal descargado. Esto se debe al hecho de que, como se muestra arriba, el potencial del electrodo depende de la reacción del medio.
La formación de una sustancia insoluble como resultado reacción química- esta es solo una de las condiciones para obtener una solución coloidal. Otra condición igualmente importante es la desigualdad de los materiales de partida tomados en la reacción. La consecuencia de esta desigualdad es la limitación del crecimiento del tamaño de las partículas en soluciones coloidales, lo que conduciría a la formación de un sistema de dispersión gruesa.
Consideremos el mecanismo de formación de una partícula coloidal usando el ejemplo de la formación de un sol de yoduro de plata, que se obtiene por la interacción de soluciones diluidas de nitrato de plata y yoduro de potasio.
AgNO 3 + KI \u003d AgI + KNO 3
Ag + + NO 3 ¯ + K + + I ¯ = AgI ↓ + NO 3 ¯ + K +
Las moléculas neutras insolubles de yoduro de plata forman el núcleo de una partícula coloidal.
Al principio, estas moléculas se combinan en desorden, formando una estructura amorfa y suelta, que gradualmente se convierte en una estructura cristalina muy ordenada del núcleo. En el ejemplo que estamos considerando, el núcleo es un cristal de yoduro de plata, que consta de un gran número (m) de moléculas de AgI:
m - el núcleo de la partícula coloidal
En la superficie del núcleo tiene lugar un proceso de adsorción. Según la regla de Peskov-Fajans, los iones que forman parte del núcleo de la partícula se adsorben en la superficie de los núcleos de las partículas coloidales, es decir, Se adsorben iones de plata (Ag+) o iones de yodo (I-). De estos dos tipos de iones, los que están en exceso son adsorbidos.
Entonces, si se obtiene una solución coloidal en un exceso de yoduro de potasio, los iones de yodo se adsorberán en partículas (núcleos), que completan la red cristalina del núcleo, ingresando de forma natural y firme en su estructura. En este caso, se forma una capa de adsorción, que le da al núcleo una carga negativa:
Los iones adsorbidos en la superficie del núcleo, dándole una carga adecuada, se denominan iones formadores de potencial.
Al mismo tiempo, los iones con carga opuesta también están en solución, se les llama contraiones. En nuestro caso, estos son iones de potasio (K +), que son atraídos electrostáticamente al núcleo cargado (el valor de carga puede alcanzar I c). Una parte de los contraiones K+ está fuertemente unida por fuerzas eléctricas y de adsorción y entra en la capa de adsorción. Un núcleo con una doble capa de adsorción de iones formada sobre él se llama gránulo.
(m . nI - . (n-x) K + ) x - (estructura granular)
La parte restante de los contraiones (denominémoslos con el número "x K +") forma una capa difusa de iones.
El núcleo con capas de adsorción y difusión se llama micela. :
(m . nI -. (n-x) K + ) x - . x K + (estructura micelar)
Cuando una corriente eléctrica constante pasa a través de una solución coloidal, los gránulos y los contraiones se moverán hacia los electrodos con carga opuesta, respectivamente.
La presencia de la misma carga en la superficie de las partículas del sol es importante. factor en su sostenibilidad. La carga evita la adherencia y el agrandamiento de las partículas. En un sistema disperso estable, las partículas se mantienen en suspensión, es decir, no se produce precipitación de la sustancia coloidal. Esta propiedad de los soles se llama kineti estabilidad descarada.
La estructura de micelas del sol de yoduro de plata obtenido en exceso de AgNO 3 se muestra en la Fig. 3. 1a, en exceso de KCI - 1b .
Figura 1.5. La estructura de las micelas de sol de yoduro de plata obtenidas en exceso:
a) nitrato de plata; b) cloruro de potasio.
3.4.2 Producción electroquímica
La electrólisis es una reacción redox que ocurre cuando una corriente eléctrica constante pasa a través de una solución electrolítica o fundida.
La esencia de la electrólisis es la siguiente: cuando una corriente eléctrica pasa a través de una solución electrolítica o fundida, los iones electrolíticos positivos (iones metálicos o de hidrógeno) son atraídos hacia el cátodo y los iones negativos (residuos ácidos o grupos hidroxilo) son atraídos hacia el cátodo. ánodo. Los electrones llevados al cátodo desde la fuente de corriente se unen a los iones positivos del electrolito, restaurándolos. Al mismo tiempo, los iones negativos del electrolito ceden sus electrones al ánodo, desde donde se trasladan a la fuente de corriente. Al perder sus electrones, se oxidan en átomos neutros o grupos de átomos. Así, el proceso de reducción tiene lugar en el cátodo y el proceso de oxidación en el ánodo.
A (+): nA n - - ne - → nA p -
K (-): nB norte + + ne - → nB pag +
Ambos procesos forman una única reacción redox. Pero a diferencia de las reacciones redox convencionales, los electrones del agente reductor al agente oxidante no pasan directamente, sino a través de una corriente eléctrica. El cátodo, que lleva los electrones, es un agente reductor, y el ánodo, que los lleva, es un agente oxidante.
Los principales indicadores de la producción electroquímica son la salida actual, el grado de uso de energía. Coeficiente de consumo de energía, voltaje aplicado al electrolizador, etc. La mayoría de los cálculos se basan en la ley de Faraday, según la cual la masa de una sustancia liberada durante la electrólisis es proporcional a la intensidad de corriente I, el tiempo de electrólisis t y el equivalente electroquímico de esta sustancia E E
La masa de una sustancia se calcula mediante la fórmula
donde, I - fuerza actual, F - constante de Faraday (96500 C)
(g-eq) (1.3.2)
señor - pariente masa molecular sustancias
n es la carga del ion (valor absoluto) en la forma en que la sustancia está en solución o fundida (es decir, el número de electrones dados o recibidos).
La salida de corriente está determinada por la relación entre la masa de la sustancia liberada durante la electrólisis y la masa de la sustancia que teóricamente debería liberarse de acuerdo con la ley de Faraday, y se expresa como un porcentaje:
(1.3.3)
La masa m teórica se encuentra mediante la fórmula
La salida de energía está determinada por la ecuación
donde, E theor y E pr son el voltaje teórico y práctico de descomposición durante la electrólisis, respectivamente, V; η - producción de energía,%.
La producción de energía también se puede calcular a partir de la cantidad de energía gastada:
(1.3.6)
donde w theor y w pr - la cantidad de energía teóricamente necesaria y prácticamente gastada para obtener una unidad de producto.
(1.3.7)
donde 1000 es el factor de conversión de W*h a kW*h;
1*10 -6 es el número que se usa para convertir gramos a toneladas.
El consumo teórico de energía está en relación
(1.3.8)
donde φ decom es el voltaje de descomposición.
Ejemplos de resolución de problemas.
1. ¿Qué procesos ocurren durante la electrólisis del hidróxido de sodio fundido?
La soda cáustica fundida contiene iones Na+ y OH. Oxidados en el ánodo, los iones OH en la siguiente etapa se descomponen con la formación de agua y oxígeno. El proceso se puede representar de la siguiente manera:
K(-): 2Na ++ 2e - = 2Na;
A (+): 2OH - 2e - \u003d H 2 O + O 2
Dos átomos de oxígeno, conectados entre sí, forman una molécula de oxígeno O 2. Entonces la ecuación general
4NaOH \u003d 4Na + 2H 2 O + O 2
Durante la electrólisis de fundidos de sales de ácidos de oxígeno, los iones oxidados de residuos ácidos se descomponen inmediatamente en oxígeno y los óxidos correspondientes.
La electrólisis procede de una manera peculiar en una solución acuosa. El hecho es que el agua en sí misma es un electrolito, aunque es muy débil. Por lo tanto, una solución acuosa en realidad contiene dos electrolitos: un solvente y un soluto y, en consecuencia, dos tipos de iones positivos y negativos. Cuál de ellos será dado de alta depende de una serie de condiciones. Como regla general, puede seguir lo siguiente. Si los iones positivos del electrolito son iones de metales muy activos, como Na + o K -, entonces, durante la electrólisis, no son los iones de estos metales los que se descargan, sino los iones de hidrógeno del agua con la liberación de hidrógeno libre y la liberación de iones de hidróxido, que se puede expresar mediante la siguiente ecuación electrón-iónica:
2H + OH + 2e - \u003d H 2 + 2OH
Si los iones negativos del electrolito son los residuos ácidos de los ácidos oxigénicos, entonces, durante la electrólisis, no son los residuos ácidos de estos ácidos los que se descargan, sino los iones OH del agua con la liberación de oxígeno, que se puede expresar mediante la ecuación :
4H 2 O - 4e - \u003d 4H ++ 4OH
4OH - 2H 2 O + O 2
Sumando ambas ecuaciones, obtenemos:
2H 2 O - 4e - \u003d 4H ++ O 2
2. Determine la salida de corriente (en %) si 4200 l de álcali electrolítico con una concentración de NaOH de 125 kg/m
De acuerdo con la ecuación (1.3.4), la masa de hidróxido de sodio teóricamente debería haber sido
prácticamente recibido
Por lo tanto, la salida de corriente según la fórmula (1.3.3) será igual a
Respuesta: 94,6 % de salida de corriente.
3. Determine el consumo de energía real (en kilovatios-hora) para obtener cloro con una masa de 1 tonelada y la producción de energía (en %), si el voltaje promedio en la celda es de 3,35 V, la salida de corriente es del 96 % y el equivalente electroquímico del cloro es 1,323 g/A*h.
Usando la fórmula (1.3.7), determinamos el consumo de energía real
Si tomamos la eficiencia actual como 100%, entonces a un voltaje teórico de descomposición de NaCl de 2.17V, el consumo de energía teórico por 1 tonelada de cloro será
En este caso, la eficiencia energética
Respuesta: eficiencia energética 62,2%; 2637 kWh
Tareas para solución independiente
1. Uno de los métodos de producción industrial de calcio es la electrólisis del cloruro de calcio fundido. ¿Qué masa de metal se obtendrá si se sabe que como resultado de la electrólisis se liberó cloro con un volumen de 896 l (n.o.)?
2. Durante la electrólisis de una solución de cloruro de sodio en electrólisis, que trabajó durante 24 horas a una corriente de 30.000 A, se obtuvieron 8,5 m 3 de álcali electrolítico con una concentración de NaOH de 120 kg/m 3. Calcular la eficiencia de corriente ( para álcali)
3. Determinar la intensidad de corriente requerida para producir hidróxido de sodio al 100% con un peso de 1720 kg por día en una celda electrolítica con un gato de hierro durante su operación continua, si la eficiencia actual es del 96%
4. Calcular la masa de cloro producida al año por una planta que cuenta con 5 series de 150 electrolizadores con cátodos de hierro para operación continua durante 350 días, una corriente de 34000 A y una salida de corriente del 95%. Determinar la potencia del alternador de la planta generadora, que suple las necesidades de energía eléctrica de la planta a un voltaje serie de fondo de 550 V, si la eficiencia del rectificador es del 95%.
5. Calcular el consumo teórico y práctico de energía por 1 tonelada de NaOH al 100% para la electrólisis de una solución de cloruro de sodio con un cátodo de mercurio. El voltaje de descomposición teórico es 3.168 V. Determine la eficiencia energética si el voltaje de descomposición práctico es 4.4 V y la eficiencia actual es 92.5%.
6. ¿Qué sustancias y en qué cantidad se liberan en los electrodos de carbón si la composición de la solución es 0,1 mol HgCl 2 y 0,2 mol CuCl 2 y se hace pasar una corriente de 10 A durante 1 hora?
7. Cuando una corriente eléctrica pasó a través de una solución diluida de ácido sulfúrico durante 10 minutos, se liberaron 100 ml de hidrógeno a 18C y presión
755 mmHg Arte. Calcular la fuerza actual.
8. En la producción electrolítica de magnesio, el cloruro de magnesio fundido puede servir como electrolito. Calcule la salida de corriente si se liberaran 72,6 kg de magnesio en un baño que funciona con una corriente de 40 000 A durante 5 horas.
9. Determinar la cantidad de electricidad necesaria para liberar 1 m 3 de hidrógeno y 0,5 m 3 de oxígeno, obtenidos por electrólisis del agua. El voltaje teórico del agua es de 1,23 V, y el voltaje real lo supera entre 1,5 y 2 veces. Calcular el consumo real de energía eléctrica.
10. Durante la electrólisis de una solución que contenía 2,895 g de una mezcla de FeCl 2 y FeCl 3, se liberaron 1,12 g de metal en el cátodo. Calcular fracción de masa cada uno de los componentes de la mezcla inicial, si se realizó la electrólisis hasta la completa precipitación del hierro.
El principio de aproximación y reversibilidad termodinámica a la destilación extractiva, por un lado, y la identificación de áreas de optimización de esquemas de destilación extractiva, por otro lado. Planteamiento del problema El propósito de este trabajo es desarrollar una tecnología para la separación de la mezcla azeotrópica de ciclohexano - benceno - etilbenceno por el método de destilación extractiva, que tenga un consumo energético mínimo. Para...
Y los fundamentos didácticos de la organización de la educación permiten explicar más fácilmente el material que se estudia en las lecciones de física cuando se estudia el tema "Fundamentos de electrodinámica". Análisis diversas tecnologías hizo posible elaborar una tecnología de autor para desarrollar el enfoque de los estudiantes en la comunicación dialógica en una forma de educación grupal. De qué tan correctamente se construirá el proceso de aprendizaje al usar ...
Grupos: en forma de un breve informe sobre el trabajo realizado (demostración de figuras, tablas). Luego viene la discusión de los discursos; el profesor piensa en la tarea de trabajo con sus colegas. 1.1 Conexiones interdisciplinarias en la resolución de problemas de cálculo Los estudiantes estudian matemáticas escuela secundaria comenzar 7 años antes que el estudio de la química. Durante este período de estudio, adquieren un volumen importante...
