Diyafram Elektrolizi Nedir?

Diyafram elektrolizi, katot ve anot ürünlerini ayırmak için anot ve katot arasında bir diyafram ayarlanmasını ifade eder. Ayırıcı, iyonların göçünü ve akımın geçişini engellemeyen ve belirli bir hızda katoda akmasını sağlayan ancak OH-'nin anoda difüzyonunu önleyebilen ve iyonlar arasında mekanik karışmayı önleyebilen gözenekli geçirgen bir tabakadır. katot ve anot ürünleri.

Günümüzde dikey diyaframlı elektrolizörler endüstride daha yaygın olarak kullanılmaktadır. Anot, grafit veya metalden yapılır ve katot, dikenli tel veya delikli demir plakadan yapılır. Elektroliz için doğru akım girdikten sonra, tuzlu su çözeltisindeki klorür iyonlarının bir kısmı, klor gazı oluşturmak ve kaçmak için anotta elektron kaybeder. Anot çözeltisinde kalan sodyum iyonları, çözeltiyle birlikte katoda göç eder ve katodun elektrolitine akar; burada hidrojen iyonları, hidrojen üretmek ve elektroliz hücresinin katot odasından kaçmak için katotta elektronlar alır. Hidrojen iyonlarının sürekli deşarjı nedeniyle, suyun iyonlaşmasını daha da artıran hidrojen gazı açığa çıkar. Çözeltide kalan hidroksit iyonları ve sodyum iyonları, elektrolitik hücreden elektrolize edilmemiş sodyum klorür çözeltisi ile birlikte sürekli olarak boşaltılan bir alkali çözelti oluşturur. Taze tuzlu su, elektrolizörün anot bölmesinde sürekli olarak yenilenir ve üretilir.

Membran elektroliz teknolojisi klor-alkali endüstrisinde yaygın olarak kullanıldığından, en son alkali yapım süreci olan iyon değişimli membran elektroliz yöntemi, prensibini açıklamak için örnek olarak alınmıştır. İki odacıklı bir elektrolitik hücre oluşturmak için elektrolitik hücrenin katot ve anot odalarını ayırmak için bir katyon değişim membranı kullanılır. Doymuş NaCl çözeltisi anot odasına ve damıtılmış su katot odasına verilir. Harici bir DC elektrik alanının etkisi altında, anot klor gazı üretir ve katot hidrojen gazı üretir. Katyon değişim zarının sabit grubu (R-SO-3-) negatif yüklü olduğundan, çözeltideki Na artı iyonlarının zıt yüklerini çeker ve sonuç olarak sadece Na artı iyonlarının geçmesine izin verilir. Cl- iyonları itilirken Na artı iyonları katot bölmesine hareket ederek OH- ile birleşerek NaOH oluşturur. Elektrotun ana reaksiyonu:

Anot bölmesinde:

NaCl==Na artı artı Cl - (1)

2Cl==Cl2 artı 2e (2)

Katot bölmesinde:

H2O==H artı artı OH - (3)

2H artı artı 2e ==H2 (4)

Na artı artı OH-==NaOH (5)

Yukarıdaki, alkali üretmek için tuzlu suyu elektrolize etmek için iyon değişim membranı kullanma ilkesidir.

Elektrot reaksiyonları genellikle katodik bölmede katotta gerçekleşen indirgeme reaksiyonlarıdır ve anodik bölmede anotta Cl2 salınımı gibi oksidasyon reaksiyonları gerçekleşir.