SU30265A1 - Способ электрохимического восстановлени и окислени жидкостей - Google Patents

Description

Восстановление и окисление веществ с помощью электролиза ограничено целым р дом условий, св занных с механиз-мом самого электролиза. Воздействие на данное вещество данного электрода, например , воздействие катода с выдел ющимс  на нем водородом, невозможно без одновременного нахождени  втом же растворе , или хот  бы в другом растворе, с ним соприкасающемс  (через диафрагму), противоположного электрода-анода с происход щим на нем обратным процессом окислени . Разделение диафрагмой предохран ет данное вещество от действи  противоположного электрода и предохран ет также данный раствор от смешени  со вспомогательным раствором за диафрагмой , но только до известной степени; в то же врем  диафрагма берет на преодоление ее сопротивлени  обычно значительно больше электрической энергии, чем ее требует сам электролиз. Самое прохождение электрического тока, неизбежна св занное с движением перенос щих его ионов, влечет за. собой не предотвратимое никакими диафрагмами проникновение тех или других ионов из катодного пространства в анодное, или из анодного в катодное. Это неизбежное проникновение ионов вызывает собой всевозможные осложненн  как самого электролиза , так и дальнейшей обработки веществ. Указанные осложнени , вызываемые гальваническим переносом ионов, усугубл ютс  проникновением веществ через поры диафрагмы пр мой диффузией, а также осмотической диффузией растворител , особенно, когда электролиз должен вестись не в разбавленных водных растворах. Вследствие этого  вл етс  весьма затруднительным, особенно в массовом производстве, проведение электрохимического восстановлени  или окислени  веществ, хот  и  в.1у ющихс  сильными и быстро действующими депол риаторами , но хорошо растворимыми тольо в органических растворител х, тем более, что электролизу может подвергатьс  только раствор, обладающий прежде всего достаточной проводимостью тока. Предлагаемый способ электрохимического окислени  и восстановлени , имеюий целью устранить все указанные затруднени , основан на следующих  влени х . Основное  вление заключаетс  в ом, что даже при обыкновенной температуре выделенный на электроде водород проникает внутрь металла электрода и иффундирует на его противоположную поверхность. Этот диффундирующий сквозь

металл электролитический водород сохран ет свое электрохимически активное состо ние и при соприкосновении на противоположной поверхности электрода с достаточно быстро действующим депол ризатором вступает в реакцию. Скорость этой диффузии, например, через металл тюлладий, вполне достаточна дл  возможности осуществлени  на противоположной стороне электрода практического восстановлени  какого-либо растворенного вещества.

Основыва сь на этих  влени х можно осуществить электрохимическое восстановление и окисление, совершенно независимое от движени  ионов внутри растворов , а также от действи  противоположного электрода и притом в отсутствии диафрагмы.

Вещество, подвергаемое электрохимическому действию, например, восстановлению , помещаетс  в среде, наиболее благопри тной дл  его реакции с электрическим водородом так, чтобы раствор его соприкасалс  с поверхностью тонкой пластинки из металла, в котором диффузи  электролитического водорода происходит с большей скоростью, при чем эта тонка  пластинка совершенно герметично дл  жидкостей отдел ет собой данный, например восстанавливаемый, раствор от какого-либо другогораствора с противоположной стороны пластинки.

Согласно схеме на чертеже, восстанавливаемый раствор находитс  в сосуде , в стенках которого герметично вделаны тонкие, например 0,01-0,02 мм толщиной , пластинки К из паллади . Этот сосуд может быть сделан весь, или только боковые стенки его, из тонкой жести паллади , укрепленной от прогиба с помощью

более прочной и жесткой сетки из того

.-,-ь

же или другого материала. Сосуд . помещен внутри другого сосуда В, в котором находитс  раствор электролита, например , серной кислоты и т.п. В сосуде В находитс  электрод А, служащий например анодом, катодом же служит палладие ва  жесть К.

При прохождении элекрического тока поверхность катода К, обращенна  в сосуд В, пол ризуетс  водородом, который, продиффундировав сквозь электрод, реагирует на поверхности, обращенной в сосуд , с восстанавливаемым веществом,  вл ющимс  депол ризатором.

Таким образом, в предлагаемом способе осуществл ютс  основные принципы электролиза-пол ризации электрода током и депол ризаци  его реагирующим веществом - с той, однако, принципиальной особенностью, что при обычном электролизе пол ризаци  и депол ризаци  происход т на одной и той же поверхности , в предлагаемом же способе эти процессы разделены с помощью диффундирующего сквозь металл водорода и локализованы на двух противоположных поверхност х электрода. Благодар  этой особенности предлагаемого способа и должны быть устранены указанные выше затруднени  обыкновенного электролиза.

В качестве электродов, в зависимости от условий, могут быть применены различные металлы и их сплавы, например палладий, олово, алюминий и др.

На фактор, определ ющий собой в каждом отдельном случае практически целесообразную применимость предлагаемого способа, именно скорость, с которой при данной величине поверхности электрода можно вести электролиз, вли ют многие причины, как-то: скорость диффузии водорода , т.-е. состав металла и толщина электрода, температура, степень пол ризации электрода, т.-е. плотность тока; скорость реакции депол ризатора, т.-е. кинетические свойства его; его окислительно-восстановительный потенциал; действие катализаторов, как внутри раствора данного вещества, так и на поверхности так или иначе препарированного электрода и пр.

При реакции окислени  поверхность электрода, обращенна  внутрь сосуда , соответственно восстановительному потенциалу наход щегос  в сосуде Ё окисл емого вещества, будет пол ризована водородом, на противоположной же поверхности (внутри сосуда В), пол ризуемой электрическим током анодно, будет происходить теперь депол ризаци  водорода , именно окисление его в воду.

Автор указывает (ссыла сь на опыты), что при толщине электродной пластинки из паллади  в 0,02 мм) она может быть практически доведена до 0,05 мм и при температуре 25° С скорость электролиза

может вполне удовлетвор ть обычным практическим требовани м.

Автор отмечает следующие преимущества предлагаемого способа. Подвергаема  электрохимическому воздействию жидкость в сосуде Е не приходит ни в какое соприкосновение с жидкостью в сосуде В и с растворенными в ней веществами (см. чертеж). Практически это значит, что по окончании электролиза в этой жидкости могут содержатьс  только оставшеес  исходное вещество и продукты его обработки и не может бь1ть никакого загр знени  обрабатываемого раствора веществами или ионами из вспомогательного раствора, а также никакого исчезновени  веществ, ионов или. например, органического растворител  из обрабатываемого раствора.

Кроме того, согласно схеме на чертеже, подвергаемую действию электролиза, жидкость не проходит и не должен проходить электрический ток. Вследствие этого, по

предлагаемому способу можно подвергать электрохимическому воздействию со всеми преимуществами (невнесение посторонних веществ) такие вещества и в таких растворител х , растворы которых совершенно не Провод т электрический ток, лишь бы растворенное вещество про вл ло при благопри тных услови х (температура, катализаторы) достаточную способность депол ризации.

Предмет изобретени .

Способ электрохимического восстановлени  и окислени  жидкостей, отличающийс  тем, что обрабатываемую жидкость при помощи тонкостенного металлического электрода, например, из паллади , проницаемого дл  электролитачески выдел ющегос  газа и непроницаемого дл  жидкocтeй отдел ют от раствора служащего дл  прохождени  тока.

f