Вспомогательное оборудование, реактивы, материалы Vl

Pashok>> На образование всего хлората уходит 3/4 этих 1800А*ч?
Xan> Да.

Тогда имеем по хлорату 1800*0,75/8,53 = 158,26 А*ч на моль при теоретических 162,69. Видимо таки р-р не насыщеный. Сколько перхлората в конце цикла выходит?

Pashok> Тогда имеем по хлорату 1800*0,75/8,53 = 158,26 А*ч на моль при теоретических 162,69.

Если подставить мои 8.205 моля, то получается немножко в другую сторону.

Pashok> Видимо таки р-р не насыщеный.

Насыщенный гарантированно. При хранении раствора немножко кристаллов выпадает.
Примесей в пищевой соли, которые могут изменить концентрацию NaCl, врядли много.

Pashok> Сколько перхлората в конце цикла выходит?

Вот с этим есть непонятки.
ПХН не мерил.
А ПХА получается граммов на 150 меньше теоретического.
При этом из маточника ПХК высаживается правильное количество, то есть, потерь нет.

Можно попробовать электролит выпарить и ПХН взвесить.

На меня сегодня ночью озарение снизошло .
Всё просто до смешного, графит это ведь не платина и имеет хоть небольшое но сопротивление. Даже если предположить что сопротивление 0,1 ом то при 15 амперах на нём упадёт 1,5 вольта, т.е. у меня в верхней части электрода 3,75в а в нижней 2в в итоге работает небольшая верхняя часть электрода отсюда и выход 15-20 процентов.

dm12> Даже если предположить что сопротивление 0,1 ом

Чтоб озарение вознеслось обратно , надо или померить реальное сопротивление (четырёхточечной схемой), или "на ходу" померить напряжение в разных точках электрода.

dm12> Всё просто до смешного, графит это ведь не платина и имеет хоть небольшое но сопротивление.

Еще есть сопротивление на месте контакта графит/диоксид. У меня ячейка на графитовых электродах покрытых диоксидом свинца грелась заметно сильней, чем просто на графитовых и тем более, чем на платинированном в аналогичных условиях.

dm12> напряжение 3,75 вольта, больше напряжения не смог добиться расстояние между анодами и катодом увеличивать некуда а напряжение на блоке питания подымать тоже нельзя т.к. ток уже и так больше нормы и греется всё сильно градусов 80 примерно.
Электроды надо не раздвигать, а наоборот сближать до 10 мм.

dm12>> напряжение 3,75 вольта, больше напряжения не смог добиться расстояние между анодами и катодом увеличивать некуда а напряжение на блоке питания подымать тоже нельзя т.к. ток уже и так больше нормы и греется всё сильно градусов 80 примерно.
Azot> Электроды надо не раздвигать, а наоборот сближать до 10 мм.

Изначально я так и сделал. Прочитал в литературе что расстояние между электродами 1 см. и купил четыре отрезка нерж. трубы 40 мм в них вставлялись аноды. В итоге сопротивление ячейки получилось на столько мало что я не смог поднять напряжение выше 2.5 вольт, ток не реально большой. Сегодня переделал электролизер, разнёс подальше электроды теперь напряжение в норме, только грется всё стало ещё сильней но это понятно т.к. мощность равна напряж.умноженное на ток.
Самое интересное, у меня три анода рядом включены парралельно общий ток 30А, если вынуть один электрод ток всё равно остаётся неизменным.
Вы с перегревом как то боритесь или у вас так не греется?

dm12> Сегодня переделал электролизер, разнёс подальше электроды теперь напряжение в норме, только грется всё стало ещё сильней

Раздвигать электроды = увеличивать паразитное сопротивление. Именно из-за него (в основном) и греется. Так что надо делать расстояние как можно меньше.
Если надо регулировать (уменьшать) ток, то можно просто включить последовательно с электролизёром кусок медного кабеля. Несколько кусков разной длины - получается магазин сопротивлений, подбирай-комбинируй, сколько нужно. У меня для этого пара метров UTP используется (но у меня ток до 4 ампер).

dm12> но это понятно т.к. мощность равна напряж.умноженное на ток.

Минус мощность, идущая на полезную реакцию.

dm12> Вы с перегревом как то боритесь или у вас так не греется?

У меня двухлитровая банка при 3.5 А и 5 В градусов на 20 выше окружающего.

А какая площадь электродов?
Соответствует ли "2000...2500 А/м2"?

Xan> А какая площадь электродов?
Xan> Соответствует ли "2000...2500 А/м2"?

Да, плотность у меня 0,2А/см2 иногда чуть больше. По крайней мере стараюсь держать в этих пределах, но когда электролит нагревается, ток растёт зараза.
Последовательно с анодами у меня проволочное сопротивление 0,01ом я на нём ток меряю. А напряжение я блоком питания регулирую, переделал компьютерный мощный блок в регулируемый.
Понятно что если электроды сблизить то сопротивление уменьшится и греться меньше будет, так ведь при этом и напряжение упадёт а я это уже проходил, не хочу больше по две недели воду 40 амперами бестолку кипятить.

dm12>А напряжение я блоком питания регулирую, переделал компьютерный мощный блок в регулируемый.
Так добавь еще 1 виток медной шины в трансформаторе.

dm12> Понятно что если электроды сблизить то сопротивление уменьшится и греться меньше будет, так ведь при этом и напряжение упадёт

Тут у тебя непонимание физики.
Электролизёр можно представить как:
1. Идеальный аккумулятор, напряжение на котором не зависит от тока (в пределах рабочих плотностей);
2. И включенные последовательно с ним сопротивления проводов, электродов, электролита.
Когда ты заряжаешь этот аккумулятор, то мощность, которая = его напряжение умноженное на ток - это та энергия, которая идёт на полезный процесс. А мощность, которая выделяется на сопротивлении - это потери.
Если ты меняешь сопротивление не меняя ток, то суммарное напряжение на электролизёре у тебя меняется. И меняется мощность потерь.
Но напряжение на "аккумуляторе" у тебя остаётся постоянным. И полезная мощность не меняется.

dm12> так ведь при этом и напряжение упадёт

Напряжение упадёт на сопротивлении только. И это ничего не меняет.
Важно, что напряжение на "аккумуляторе" у тебя не изменится, и полезный процесс не изменится.

Причина плохого выхода где-то в другом. Возможно, температура слишком большая.

Xan> Электролизёр можно представить как:
Xan> 1. Идеальный аккумулятор, напряжение на котором не зависит от тока (в пределах рабочих плотностей).

Хорошо, тогда какими способами мне поднять напряжение моего аккумулятора-электролизера до 4,2в для хлората и 6,5в для перхлората а то похоже он у меня низковольтный получился. Просто на днях я переработал партию электролита которая стояла уже давно по некоторым причинам не мог её переработать. Та партия была как раз тестово сделана с увеличенным расстоянием электродов и при напряжении примерно 5,5 вольт, выход 1,5кг почти норма.
Сейчас у меня накопилось хлората после всех этих попыток 3кг, поставил окисляться до перхлората, первый раз это делаю, напряжение держу 6,2вольта греется заметно сильнее чем когда хлорат делал.
Процесс идёт практически на улице ещё вентилятор направил на бачок, посмотрим что получится.

dm12> Хорошо, тогда какими способами мне поднять напряжение моего аккумулятора-электролизера до 4,2в для хлората и 6,5в для перхлората а то похоже он у меня низковольтный получился.

У меня в начале 4.7 вольта.
А в конце, когда хлората не осталось и озон прёт - 5.3.
Вообще, напряжение равномерно повышается, на 3/4 никаких ступенек не заметно, и только в конце, на последней паре процентов, подскакивает.
Если взять из справочника разницу энергий образования перхлората минус хлорида и воды, то получается, что полезное напряжение = 3 вольтам. Всё что сверх - потери.

dm12> Процесс идёт практически на улице ещё вентилятор направил на бачок, посмотрим что получится.

Везде пишут, что чем холоднее, тем больше выход.

Мне кажется, на стороне анода всё в порядке.
А если подозревать в плохом выходе восстановление на катоде, то можно попробовать железо/нержавейку поменять на свинец.
Платина, свинец, медь, цинк, никель - материал катодов, на которых не восстанавливается. (с) Шумахер.
На нихроме (железо, никель, хром) и на титане у меня восстанавливалось. Когда без хроматов и соль пищевая.

Azot> Если относится к графиту как расходному материалу,(потери 16г / 1 кг хлората натрия),то можно его и не покрывать.Так работали все установки в СССР.
А как потом отделять хлорат от графита?

Максим656565> А как потом отделять хлорат от графита?

Отстаиванием, фильтрованием.

Максим656565>> А как потом отделять хлорат от графита?
Pashok> Отстаиванием, фильтрованием.

Какой фильтр лучше использовать?

Максим656565> Какой фильтр лучше использовать?

Сам фильтр лучше всего вакуумный воронка бюхнера - колба - вакуум насос. Какое брать полотно... зависит от дисперстности графита.

Максим656565>> Какой фильтр лучше использовать?
Pashok> Сам фильтр лучше всего вакуумный воронка бюхнера - колба - вакуум насос. Какое брать полотно... зависит от дисперстности графита.
Но если будет нормально отстаиваться, то отстаивать пожалуй технологичней, особенно если объемы большие. Хотя кому как больше нравится)

Xan> А в конце, когда хлората не осталось и озон прёт - 5.3.

Пошол запах озона, это значит можно прекращать электролиз или ещё денёк пусть постоит?
Просто что-то подозрительно быстро, прям по расчётам а я не думаю что у меня КПД 100%, правда в этот раз условия идеальные получились, на улице похоладало до +5 плюс я ещё вентилятором всё это обдуваю температура не выше 50 и соответственно ток не растёт и поэтому я смог напряжение в районе 6...6,2 вольт держать (электроды сближены как и раньше было).

dm12> Пошол запах озона, это значит можно прекращать электролиз или ещё денёк пусть постоит?

Ну, наверное.
У меня от хлорида до перхлората примерно месяц киснет. И по крайней мере сутки озоном воняет.
Но я ещё и химанализом определяю остаток хлоратов, так надёжнее.

dm12> Просто что-то подозрительно быстро, прям по расчётам а я не думаю что у меня КПД 100%,

Фиг знает. У меня тоже почему-то близко к 100%.

Xan> Но я ещё и химанализом определяю остаток хлоратов, так надёжнее.

Кстате про хим анализ, всё не рашаюсь вас попросить описать как вы это делаете, может напишете методу как будет время.

Вот я нашол такой метод:

Раствор обрабатывают для удаления гипохлорита и разбавляют так чтобы раствор содержал порядка 0,02 моль/л хлората. 25 мл раствора хлората помещают в коническую колбу и добавляют 3 мл концентрированной соляной кислоты, а затем для удаления воздуха добавляют две порции гидрокарбоната натрия по 0,3г каждая. После чего сразу добавляют 1г чистого от иодата иодида калия и 22 мл концентрированной соляной кислоты. Колбу закрывают шлифованной крышкой и встряхивают, после ее оставляют на 5-10 минут. Иод выделяется в результате следующей реакции: ClO3- + 6I- + 6H+ → Cl- + 3I2 + 3H2O. Образовавшийся йод титруют 0,1М раствором по стандартной методике.

 

Только я не знаю что такое титровать.

dm12> Кстате про хим анализ, всё не рашаюсь вас попросить описать как вы это делаете, может напишете методу как будет время.

Вообще-то, уже писал.
Сейчас несколько модернизировал.
Надо:
1% раствор хлората — как эталон;
2-нормальная соляная кислота;
10% раствор иодистого калия;
3.55% раствор сульфита натрия (хранить без доступа воздуха).

Концентрация сульфита выбрана такая для того, чтоб 1 мл 1% хлората титровался 1 мл сульфита. Чтоб меньше считать.

Процесс занимает 20...30 минут.
По 5 мл солянки и иодистого калия помещаются в небольшую колбу (50 мл).
Инсулиновым шприцем (без иголки) набирается 1.00 мл электролита и выливается туда же.
Хлориты и озон сразу окисляют иод и раствор становится иодного цвета.
Теперь другим инсулиновым шприцем надо прикапывать раствор сульфита, пока цвет не обнулится.
Колба затыкается негерметичной затычкой (ватой) и нагревается до кипения. Кипятить нельзя, так как иод может легко улететь.
Колба ставится в теплоизолированное место на 2.5 минуты. Можно, наверное, постоянно держать её на водяной бане, чтоб поддерживать температуру около 100 градусов, но что-то я до этого не додумался.
В общем, в постоянно нагретую колбу раз в 2.5 минуты надо прикапывать сульфит до обнуления цвета, и записывать, сколько именно прикапано. Для этого на шприце есть деления.
Хлорат в таких условиях имеет время полураспада около 2.5 минут. Получается, что каждый раз надо капать примерно в два раза меньше. И если надоест, то можно легко экстраполировать, сколько ещё в колбе осталось хлората.

0.01% вполне надёжно определяется.

Прежде, чем делать боевые измерения, надо несколько раз потренироваться на эталонном растворе. Заодно и калибровка получится.
Для удобства измерения концентраций хлората в несколько сотых процента, можно разбавлять титрующий раствор в 10 раз, но только непосредственно перед измерением, чтоб он воздухом не окислился.

Метод хорош тем, что если даёт ошибку, то в сторону завышения, так что брака по хлорату не будет.
Для завышения есть две причины:
окисление титрующего раствора при хранении;
окисление иода в колбе при ярком освещении (на солнце).

dm12> Просто что-то подозрительно быстро, прям по расчётам а я не думаю что у меня КПД 100%, правда в этот раз условия идеальные получились, на улице похоладало до +5 плюс я ещё вентилятором всё это обдуваю температура не выше 50

А почему не используешь для охлаждения ячейки водяную баню? Я вел электролиз на балконе летом, когда температура воздуха на нем поднималась до +45-50градусов днем и не падала ниже +30 ночью (солнечная сторона) тогда для охлаждения ячейки использовал здоровенный глубокий таз с водой и температура в ней не поднималась выше 47-48градусов. В очень холодное время наоборот, можно либо уменьшить объем ячейки, что бы выделяющегося тепла хватало на ее самопрогрев, либо не уменьшая ее объема применить теплоизоляцию, очень эффективной оказалась отражающая пленка для окон обмотанная в несколько слоев вокруг ячейки - прирост температуры на 15-20градусов. Научись контролировать температуру процесса и тогда он станет всесезонным и продуктивным.

Xan спасибо, всё очень понятно расписано.
Pashok 15 литрового ведра для водяной бани оказалось недостаточно летом, быстро прогревается а проточной воды рядом нет. Получается что могу делать только в холодное время года.

dm12> Только я не знаю что такое титровать.

"Кто с гуглем дружен, тому ум не нужен!"



А что такое двухнормальная (2н) кислота знаешь?

Кстати, когда я делаю контрольное измерение, после нагрева колбы я сразу добавляю 0.03 мл сульфита и оставляю её на 20 минут. Если через 20 минут иод не появился, значит хлората не более 0.03%.