Сообщений в теме: 540

[djsanya123]

chlorator, лучше конкретнее указывать концентрацию Хлорида Натрия в г/л а не количество рассола, оттуда проще плясать по расчетам, если взять 350г NaCl из них нужно 100г оставить в растворе то получается из 250г соли получим 450г хлората при силе тока в 2,5А при 100% эффективности через 275ч=10,5 суток, вот такая математика, увеличив ток в 5раз т.е. 12,5А  время сократится также в 5 раз получим 55часов при 100% эффективности.

[chlorator]

Я когда купил весы, то о литрах вообще напрочь забыл, как о кошмарном сне (неточно это, в литрах, банках мерить). Я почти в самом начале темы описал, что р-р - насыщенный (а это, скорее всего ты знаешь, 317 г/л, оно же - 36 г/100 г воды, 26,5 % массовая концентрация).

 

Итак, откуда число 250 ампер-часов?

m(р-ра)=496 г, => m(NaCl)=496*0.265=131,44 г.

Далее, узнаём, какой процент соли можно использовать, чтобы конечная концентрация NaCl составила 100 г/л.

k=(317-100)/317=0.684

 

Узнаём, какую массу NaCl можно перевести в NaClO₃:

m(NaCl_)=m(NaCl)*k=89,98 г

Далее идёт пересчёт кол-ва соли в молях:

n(NaCl)=m(NaCl_)/M(NaCl)=89,98/58,5=1,538 моль.

 

Теперь надо применить закон Фарадэя, чтоб узнать, какой заряд надо пропустить через рассол:

Cl^- + 3H₂O - 6e => ClO₃^- + 6H⁺

 

q=n(NaCl)*6*96500=890534 Кл.

Q=q/3600=247 А-ч

Как-то так.

И ты верно подметил, если эффективнось (или выход по току) = 100%

 

А увеличить ток в 5 раз при таком-же напряжении не так просто, но можно.

Сообщение отредактировал chlorator: 27 November 2013 - 01:38

[djsanya123]

Ток поднимается тремя способами:

1)увелечением площади электрода либо уменьшение растояния между электродами

2)повышение температуры электролита

3) повышение напряжения

Вот програмка которую уже не помню когда писал, вобщем давно это было http://pirotehnika-ruhelp.com/index.php?/files/file/37-raschet-vremeni-elektroliza/ она заточена под расчет перхлоратов, но хлорат тоже считает только нужно вставлять заниженое число количества хлорида. Переделать ее можно практически под любой вид хлорида щелочноземельных металов.

По поводу закона Фарадея а именно процес протекания электролиза в домашних условиях идет обычно по второму пути это тоже нужно учитывать.

Сообщение отредактировал djsanya123: 27 November 2013 - 01:58

[chlorator]

В моём случае реализуемый лишь способ 1), т.к. 2) и 3) себя уже исчерпали (t=40 °C, V=5 В). Дальнейшее повышение температуры или напруги приведёт к более усиленной порче электродов.

[djsanya123]

Если электроды графитовые и много есть то зачем их жалеть, побольше на емкость штук так 4-6 чередуя их катод/анод как в АКБ и будет ток побольше.

[Darknew]

я ставил последний раз 12 электродов, получил ток в 30А на три литра раствора с максимальным насыщением, напряжение 3.5 вольта, за 4 суток пол кило хлората, общая площадь анода была 540 см2, за 4 суток они в труху превратились

[chlorator]

2 djsanya123. Была потом такая мысля побольше их понаставлять, т.к. графит, видимо, имеет значительное сопротивление. Переделаю свой эл-лизер след. образом:

1) там, где газоотводная трубка, вместо неё установить катод в виде металлической пластины, а два графитовых электрода использовать как анод,

2) улучшить контакт между графитом и проводами, для этого прикупил электропроводный клей. Смущает только надпись на упаковке клея (0,0 Ом*мм² - сверхпроводник  ?),

3) просверлить отверстие для отвода газов.

Как графиты сдохнут, сделаю др. эл-лизер (4 анода, 1 катод).

 

2 Darknew. А температура у тебя какая была? У меня, к примеру, больше 32 °C не поднималась (при силе тока 2,5 А). Чтобы её ещё выше поднять, пришлось подогревать рассол или кипятком снаружи, или кратковременным повышением напруги до 12 V.

[djsanya123]

В большей степени графит разваливается от большой плотности тока а не от температуры. Вижу в роли емкости выступает банка, сделай следующим образом, в роли катота возьми скрути с жести цилиндр чтобы входил в банку на всю высоту. Можно взять оцинковку, только кислотой снять цинк. А внутрь этого цилиндра уже ставь графитовые аноды, сколько влезит. По поводу контакта с графитом я просто брал наматывал пару витков провода и зажимал его двумя пластинами. Хлорат при 32 градусах долго будет получатся хотябы 40-50 нужно.

[chlorator]

А вот это совсем другое дело!

 

 

Просверлил глухие отверстия в графитах, завернул туда болты, и припаял к болтам два плюса. Катодом теперь является нержавейка промеж двух анодов. Т.к. ток поднялся до 9 А, теперь надо электролит охлаждать. Как пропущу требуемый заряд через эл-лит (или как сдохнет графит), отпишусь о результате.

[Darknew]

незнаю какая темература была, но на балконе при -20 оно там было горячим, наверное градусов 50

[chlorator]

У тебя, судя по всему, эл-лизер был без градусника. А по тактильным ощущениям, если рука не терпит, то температура была  у тебя, похоже,  выше 50 °C. Это мне на заводе подсказали. У меня температура при силе тока 9 А поднялась до 55 °С без какого-либо вмешательства (охлаждение или нагрев снаружи), а на улице температура была -2 °C (окно было, естественно, приоткрыто). Электролизер на подоконнике. Из 250 А*ч пока-что пропустил 54: 22.5 А*ч при 2.5 А, 31.5 А*ч при 9 А.

[Darknew]

терпела но не долго, градусника не было, в новой конструкции исправлено

[chlorator]

Добрый вечер, форумчане!
Пропустил в итоге 283 А*ч (вместо 247) через рассол. В перерывах р-р подпитывал нас. р-ром NaCl (было доб. в сумме 135.5 г).
Рассол после пропущенных А*ч "похудел" на 20 %. Вместе с угольным шламом при декантации в колбу потерял 32 г (6 % от конечной массы р-ра).

Пытался прикинуть pH индикаторной бумажкой. Не получилось, т.к. р-р был окрашен солями Cr⁶⁺.
А посему pH не стал корректировать сразу. Сначала выдержал р-р при 100 °C 60 мин. Как остыл до 60 °C, добавил 25 % р-р BaCl₂ до тех пор, пока не стал появляться осадок, и только после этого довёл pH почти до нейтральной р-ции при помощи 10 % р-ра NaOH (индикатор - фенолфталеиновые бумажки, едва заметное розовое окрашивание).

На всякий пожарный опосля NaOH выдержал полчаса при 100 °C

После отстаивания осадка BaCrO₄ получилось вот что:

http://pirotehnika-ruhelp.com/uploads/imgs/thumb_pre_1386617676__sdc10054.jpg

А как узнать, какая концентрация NaClO₃ в р-ре?
Для этого на упаривание поместил только часть р-ра (чтобы плотность измерить), а др. часть р-ра как можно полнее слил в др. колбу.

Продолжение следует...

[djsanya123]

К-ция зависит от эффективности пройденого процесса, а зачем ее уснавать то? Если для обменки то исходя из количества взятого хлорида натрия.

[chlorator]

Какова эффективность - пока-то ХЗ. По количеству NaCl рассчитывать нерационально, иначе переборщу с добавлением KCl (или др. солью калия).

Хромпика добавил от души, даже катод покрылся местами серым налётом. Надеюсь, эффективность процесса была велика.

 

Ах да, температура при эл-лизе была 60 °C  .

[djsanya123]

Кличество хлората в растворе узнать нереально т.к. неизвесна эффективность. Да и в чем здесь нерациональность отщитал иходя из взятого хлорида, растворил и смешал если больше будет чем нада так он (хлорид калия) в растворе останется а ХК пайдет в осадок. Я думаю что хлорид калия эт не дефицит да и цена его не такая большая чтобы его жалеть. Я вон на огород хлори калия и нитрат выбросил в количестве 15кг дабы не игратся с очисткой.

Ну можно сделать следующим образом сделать нас. рр хлрида калия и добавлять в электролит пока не перестанет выпадать хлорат.

Сообщение отредактировал djsanya123: 10 December 2013 - 03:16

[chlorator]

Когда я месяц назад покупал аммиачную селитру, на меня продавщица озадаченно посмотрела, мол, не сезон. Даже сколько лет спросила. А посему и не стал покупать недавно KCl. Да и ГОСТ'овский ещё остался.

 

А насчёт того, чтобы узнать кол-во NaClO₃, даже таблицу зависимости концентрации NaCl и NaClO₃ от плотности при 25 °C (при условии, что р-р - насыщен обеими солями, а содержание примесей незначительно).

Позже выставлю на обозрение с объяснениями.

[chlorator]

Здорово всем!
На упаривание отобрал 289 г р-ра, и упарил. На упаривание такого кол-ва ушло полчаса времени до появления на поверхности р-ра небольших кристалликов. На след. утро р-р охладел, и был покрыт кристаллической коркой, причём масса р-ра с кристаллами составила
m₁=242,0 г, который состоял из влажных кристаллов
m_1/1=13,5 г, и из р-ра
m_1/2=228,5 г.
Плотнотсь упаренного р-ра оказалась равной
r=1.320 при 25 °C, что означает
C(NaCl)=17,80 %,
C(NaClO₃)=22,17 %.
Если предположить, что влажные кристаллы наполовину состоят из упаренного р-ра, а наполовину - из NaCl, то после нехитрых расчётов выходит, что в р-ре до упаривания солевой состав такой:
C(NaCl)=16,83 %,
C(NaClO₃)=18,05 %.

 

В итоге в 508 г р-ра оказалось
m(NaClO₃)=91,7 г,
m(NaCl)=85,5 г.

С учётом 6 % потерь с анодным шламом эффективность электролизной ячейки составила
p=52 %,
что, в принципе, неплохо.

 

А вот результат после добавления кусков KCl к р-ру (р-р был разбавлен промывными водами после промывки осадка BaCrO₄), непродолжительного упаривания и охлаждения на подоконнике:

Хлорида калия взял на 10 % больше, чем требуется по реакции обмена.

 

Обещанная таблица:

 

Итак, как ей пользоваться?
 

Для этого нужно сделать четыре вещи:
1) как можно полнее избавиться от примесей. А это может быть оставшийся хромпик, сульфаты и т.п.,
2) обезвредить р-р от активного хлора. Как-то: гипохлориты, хлориты, хлор,
3) упарить до появления небольшого кол-ва кристалликов,
4) после упаривания оставить охлаждаться на воздухе желательно до 25 °C (это чаще всего занимает 6 часов). На дне или на поверхности р-ра должны остаться кристаллы.

 

А теперь замеряем плотность каким-нибудь способом:
1) или при помощи ареометра соответствующего и мерного цилиндра на 100 мл,
2) или взвесить определённый объём р-ра в специальной для этого мерной колбе.

На фото - пустая мерная колба.

Я к примеру воспользовался вторым способом. Для этого использовал весы с точностью до 0,1 г и мерной колбой на 50 мл, точность в этом случае составила +/- 0,002 г/мл.

[nightwolf]

Ну и скоко гр хлората в итоге получил?
Раствор твой выглядит почти прозрачным, видать графит не так уж сполз. Придется мне прокатиться на троллейбусе до конечной остановки

[chlorator]

Получилось 165 г влажных неперекристаллизованых кристаллов KClO₃. Наверно там 90 г есть. Теоретически из такого р-ра можно было выделить 105 г.

 

Насчёт графита. Четыре троллейбусных токосъёмника мне попались довольно неожиданно, а именно в самом троллейбусе, около кондукторского места было почти ведро графитов (наверно, 200 шт). Спросил у кондуктора 2 шт, взял - 4  .