Электрохимические процессы. Электролиз

 

Аппаратурное оформление гомогенного катализа не требует сооружений специальной конструкции. Аппаратура гетерогенного катализа специфична и разнообразна.
Гетерогенный катализ проводится в контактных аппаратах, которые различаются в зависимости от способа контакта газов с катализатором, подвода или отвода теплоты и т.п.

По указанным признакам контактные аппараты подразделяются следующим образом: поверхностного контакта (катализ на стенках, трубках, катализаторных сетках); с фильтрующим слоем катализатора; со взвешенным (псевдоожиженным) слоем катализатора; с пылевидным движущимся катализатором.

Во всех этих аппаратах теплообмен может осуществляться различными способами: через внешние (выносные) теплообменники; через теплообменники, встроенные в контактный аппарат (внутренний теплообменник) и т.п. Аппараты последнего типа бывают двух видов: полочные и трубчатые. Полочные и трубчатые контактные аппараты с фильтрующими слоями катализатора наиболее широко применяются в химической промышленности.

В некоторых реакциях каталитическое действие может оказывать один из продуктов, образующихся в процессе химического превращения вещества. Такие каталитические реакции называются автокаталитическими, а явление носит название автокатализа.

Электрохимические процессы сопровождаются превращением химической энергии в электрическую энергию и электрической энергии в химическую энергию. Электрохимические процессы протекают в веществах, которые называют электролитами. Поток зарядов в электролитическом проводнике обеспечивается перемещением ионов. Электролитами могут быть чистые вещества (например, расплавы солей), а также водные растворы кислот, солей и оснований.

Примерами перехода химической энергии в электрическую могут служить гальванические элементы, предназначенные для однократного электрического разряда – непрерывного или прерывистого.

гальванический элемент

Самый распространённый гальванический элемент основан на изобретении, сделанном французским учёным Жоржем Лекланше в 1860г.

Разновидностью гальванических элементов являются аккумуляторные батареи (например, свинцовый аккумулятор). Гальванический элемент после разряда теряет работоспособность, а аккумулятор после разряда подлежит восстановлению путем пропускания через него постоянного тока от внешнего источника.

Пропускание постоянного электрического тока через электролит, приводящее к протеканию химических реакций, не протекающих в обычных условиях самопроизвольно, называется электролизом. В электрическом поле положительно заряженные ионы (катионы) движутся к катоду, где происходит восстановление. Отрицательно заряженные частицы (анионы) движутся к аноду, где происходит окисление ионов. Электролиз применяется в извлечении и очистке металлов, нанесении гальванических покрытий, анодировании и др.

<<< Читайте ранее