WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 13 |

« ...»

-- [ Страница 1 ] --

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ

ПОЛУЧЕНИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

1

543.13

Авторы

Баешов А., Баешова А.К.

Электрохимические способы получения неорганических веществ:

монография/

Монография подготовлена в результате обобщения многолетних научных трудов

авторов и исследований, проведенных под их руководством. Приведен литературный

обзор, посвященный описанию известных исследований в области электрохимии неорганических соединений, а также описание экспериментальных исследований авторов, разработанных способов получения ряда неорганических соединений.

Монография будет полезна широкому кругу научных работников, студентов, аспирантов, занимающихся научными разработками в области электрохимии неорганических соединений.

2 Введение Известно, что одним из методов получения неорганических веществ в производстве, заслуживающих внимания, является электрохимический.

Особенностью и преимуществом электрохимических методов производства перед химическими является сравнительная простота и дешевизна получения ряда продуктов, таких как гидроксид натрия и хлор, щелочные и щелочноземельные металлы, алюминий, пероксидные соединения, различные неорганические вещества высокой степени чистоты, обычно недостигаемой при химических методах их получения.

Благодаря возможности электрохимических технологии сформировалась целая отрасль современной индустрии – электрохимическая промышленность, к наиболее важным задачам которой относится обеспечение народного хозяйства ценными неорганическими продуктами (гидроксидами щелочных металлов, дезинфицирующими растворами, неорганическими окислителями), высокочистыми металлами, химическими источниками тока /1/.

Тем не менее, как и любые другие способы, электрохимические методы постоянно требуют совершенствования путем разработки новых подходов для повышения технико-экономических показателей процессов.

А для того, чтобы достичь определенных новых эффектов на пути к совершенствованию электрохимических процессов необходимо хорошо понимать суть самой электрохимии. Что в действительности охватывает слово «электрохимия»? Великий Майкл Фарадей видел в ней связующее звено между двумя ветвями экспериментальных знаний своей эпохи:

физики – науки об энергии и ее преобразованиях и химии – науки о материи и ее преобразованиях. Гальвани видел в ней дисциплину, владеющую ключом от таинства жизни, который связывает физику и химию – эти две главные науки о неживой природе и о ее превращениях с тем, что еще предстояло развить и что первый источник транспортируемой, активируемой, концентрированной или раздробленной, в зависимости от потребности, энергии и, что особенно важно, видимо, неисчерпаемой, учитывая стандарты того времени. Очень скоро, как только гальванический элемент Вольта стал доступным, другие ученые увидели в электрохимии один из первых удобных методов активации молекул и ионов, чтобы получить возможность управления химической энергией, которая сама по себе дает нам возможность доступа только к самым устойчивым веществам /2/.

Видный представитель ведущих электрохимиков мира Д. Бокрис сказал об электрохимии, что «… это наука, не получившая до сих пор полного развития, т.е., что из электрохимии можно было бы получить гораздо 3 больше практически и теоретически важных результатов, если бы в электрохимические исследования было вложено больше средств». А другой великий ученый академик-электрохимик А.Н. Фрумкин писал, что «электрохимия, несколько недооцененная наука. Хотелось бы, чтобы электрохимическая наука занимала свое законное место наряду с научными направлениями – химия полимеров, катализ, нефтехимия и др. в соответствии с образцом, который дает там такой высокоавторитетный документ, как совещание по безопасности и сотрудничеству в Европе в разделе «Наука и техника», где электрохимия стоит на первом месте в перечне химических проблем, по которым рекомендовано международное сотрудничество». Он также писал «Я примерно понимаю огромное значение гетерогенного катализа, особенно в доминирующей роли нефтехимии. Просто я хотел напомнить, что Афродита вышла из морской пены, т.е. из структурированного раствора электролита, а не из нефти» [3].

Электрохимия – часть химической физики или физической химии. Эта наука охватывает все формы взаимодействия между подвижными заряженными частицами в конденсированных фазах, как в состоянии равновесия, так и при протекании реакции на границах раздела и в объеме фаз. В разумное определение электрохимии естественно включаются окислительно - восстановительные реакции в объеме раствора. Для того, чтобы определить перспективы развития электрохимии как науки, необходимо разобраться в ее взаимоотношениях с электрохимической промышленностью. Электрохимическая промышленность была долгое время консервативна. Необходимо отметить, что основой электрохимической промышленности является прикладная электрохимия, на первоначальных этапах развития которой использовались лишь простейшие теоретические закономерности: закон Фарадея и закон Ома.

Кратко о развитии науки об электрохимии можно сказать следующее:

человечество об электролизе узнало в конце XVII столетия. К середине XVIII века уже был опубликован ряд серьезных работ по электрохимии и Фарадей сформулировал фундаментальные законы электрохимии, однако несмотря на все это, применение электрохимических методов для промышленного получения химических продуктов началось лишь в 80-х годах XIX века. Такое отставание объясняется различными причинами, среди которых не последнюю роль играет отсутствие промышленного производства генераторов постоянного тока достаточно большой мощности. Все же прикладные аспекты электрохимии начали развиваться достаточно быстрыми темпами. Первый патент на электрохимический способ получения хлора был получен в 1851 г. англичанином Уаттом.

Интересные опыты по электролизу водных растворов хлоридов щелочных металлов в начале 70-х годов XIX столетия осуществили русские ученые П.Н. Яблочков и Н.Г. Глухов. Они пытались создать промышленную установку для получения хлора и едкой щелочи путем разложения поваренной соли постоянным электрическим током.

Позже, уже в 1879 г., Н.Г. Глухов совместно с Ф. Ващуком запатентовал электрохимический способ получения хлора и первая промышленная установка по электролизу раствора поваренной соли была пущена в Германии в 1890 г. В России первые производства хлора путем электролиза возникли в 1900-1901 гг. на Донецком содовом заводе и в Славянске. Это привело к постепенному свертыванию химических методов и полному господству электрохимических производств.

В начале XIX столетия великий химик Д.В. Менделеев одним из первых заметил основную причину медленного развития методов получения химических соединений с помощью электричества и предсказал бурный рост этих методов, когда электрическая энергия станет дешевой.

Он писал: «Так как получение гальванического тока с помощью динамомашин, пользуясь топливом, ветром, водопадами и др. силами природы, и вследствие возможности проводить токи на далекие расстояния, постепенно, но постоянно упрощается и удешевляется, то электролитическое разложение многих сложных тел приобретает большое значение, и электротехника все более и более приобретает права на пользование ею для практических целей во множестве химических производств».

Пророческие предсказания Д.И.Менделеева начали сбываться уже во второй половине XIX века, когда электрохимия стала занимать более достойное место в химической и гидроэлектрохимической промышленности. И сейчас уже отчетливо видно, что будущее науки и промышленности неотделимо от электрохимии. В настоящее время электрохимическое производство занимает видное место в промышленном развитии всех государств. Электролиз водных растворов используется для получения таких металлов, как медь, цинк, никель, кобальт, олово, свинец, сурьма, марганец, хром, железо, кадмий, золото, серебро. Электрохимический метод используют для получения металлических порошков, а также при синтезе неорганических соединений [1, 4-10].

Очень широкое распространение электрохимический метод получил в так называемых процессах гальванотехники для покрытия металлических изделий другими металлами с целью защиты их от коррозии или придания им декоративного вида, твердости и других качеств. Электролиз используется для покрытия металлов сплавами, оксидирования и электрохимической размерной обработки. Ни одна отрасль машиностроения не может обойтись без электрохимических методов обработки поверхности металлических изделий. Отдельные металлы и элементы (алюминий, магний, кальций, натрий, калий, тугоплавкие и редкие металлы), которые не могут быть получены электролизом водных растворов, получают электролизом расплавленных соединений. В отдельных случаях, например, в производстве фтора, электролиз является единственным путем его получения.

Все шире развиваются электрохимические методы получения органических соединений. Электролиз также применяется для обессоливания воды, это тесно связано с проблемой получения чистых и особо чистых материалов.

В ряде случаев широкое применение электрохимических методов оказывает заметное влияние на другие отрасли промышленности.

Например, быстрый рост электрохимического производства хлора из хлоридов влечет за собой в ряде стран свертывание неэлектрохимического метода получения кальцинированной соды из каустической. И это понятно: каустическая сода является сопутствующим продуктом при получении хлора электролизом.

Все возрастающее значение промышленных процессов электролиза хорошо иллюстрируется данными экономического анализа, проведенного в США. В частности, опубликованные там сведения говорят о том, что оборот всей электрохимической продукции составляет более 10% от общего оборота продукции химической промышленности. К тому же перспективы роста электрохимической промышленности тесно связаны с ростом производства электроэнергии и снижением ее стоимости. В развитых промышленных странах в настоящее время выработка электроэнергии за каждое десятилетие увеличивается более чем в два раза, а в развивающихся – утраивается.

Особую роль играет электрохимия в осуществлении процесса получения необходимых народному хозяйству продуктов, в частности, в электрохимическом синтезе. Под электрохимическим синтезом понимают получение неорганических или органических веществ с помощью электролиза. Под это определение подходят все случаи электролиза, однако электрохимические процессы, связанные с получением простых веществ (получение водорода и кислорода электролизом воды, производство хлора, электроосаждение металлов и т. п.), принято рассматривать отдельно. Основу электрохимического синтеза составляют реакции окисления и восстановления, протекающие на аноде и на катоде.

Молекулы или ионы веществ, попавшие на поверхность электродов, подвергаются действию электрических сил, способных производить глубокие изменения в их структуре. Толщина приэлектродного слоя, в котором происходит электрохимическая реакция, составляет примерно 10- см при потенциале электрода, равном 1В, градиент потенциала выразится величиной 106 В/см.



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 13 |
 


Похожие работы:

«Теренс Маккенна Истые Галлюцинации Copyright: Harper San Francisco A Division of Harper Collins Publishers 1993 © 1993 by Terence McKenna Изд-во Трансперсонального Института, Москва AirLand, Киев 1996 Перевод с английского Татьяны Науменко Научная редакция к. ф. н. Владимира Майкова Изд-во Трансперсонального Института, 1996 Теренс Маккенна, оригинальный мыслитель и визионер, рассказывает в этой книге - воистину алхимическом романе - историю амазонской экспедиции по поиску таинственных шаманских...»

«Кафедра кристаллографии и кристаллохимии Курсовая работа Студентки 112 группы Белик Владиславы Игоревны Методы выращивания кристаллов Заведующий кафедрой: академик РАН, профессор В.С. Урусов Научный руководитель: кандидат геол.-мин. наук, доцент Е.В. Копорулина Москва 2013 г. 1 Содержание Введение 3 Глава 1. Монокристаллы и кристаллические агрегаты 5 Глава 2. Как в природе растут кристаллы 6 Глава 3. Выращивание монокристаллов из расплавов 8 3.1)Метод Чохральского 10 3.2)Метод Вернейля 12...»

«СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ СТАВРОПОЛЬ 2011 УДК 167.2+316.614 ББК 87.6 П 78 Рецензенты: Кирищиева И.Р., д-р экон. наук, доцент Ростовский государственный университет путей сообщения (г.Ростов-на-Дону). Красина И.Б., д-р. тех. наук, профессор, ГОУ ВПО Кубанский государственный технологический университет (г.Краснодар). Скорев М.М., д-р экон. наук, профессор, Ростовский государственный университет путей сообщения (г.Ростов-на-Дону). Титаренко И.Н., д-р филос. наук, доцент,...»

«... пребывает вечно Письма П.А.Флоренского, Р.Н.Литвинова, Н.Я.Брянцева и А.Ф.Вангенгейма из Соловецкого лагеря особого назначения в четырех томах II Международный Центр Рерихов Мастер-Банк Москва, 2012 УДК 947:82-6 ББК 63.3(2) Ф73 Флоренский П.В. Ф73.Пребывает вечно: Письма П.А.Флоренского, Р.Н.Литвинова, Н.Я.Брянцева и А.Ф.Вангенгейма из Соловецкого лагеря особого назначения. В 4 т. Т. 2 / Авт.-сост. П.В.Флоренский; Комм. П.В.Флоренский, И.С.Жарова, Л.В.Милосердова, А.И.Олексенко,...»

«СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ГЕОХИМИИ Материалы Всероссийского совещания (с участием иностранных ученых), посвященного 95-летию со дня рождения академика Л.В.Таусона 22-26 октября 2012 г. г. Иркутск ТОМ 1 ГЕОДИНАМИКА, ТЕКТОНИКА И ПЛЮМОВЫЙ МАГМАТИЗМ ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ПАЛЕОКЛИМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ. БИОГЕОХИМИЯ ПРИРОДНЫХ ПРОЦЕССОВ Иркутск 2012 УДК 550.4:550.42 Современные проблемы геохимии: Материалы Всероссийского совещания (с участием иностранных ученых. – Иркутск: Изд-во...»

«2. Задачи дисциплины: закрепить и углубить ранее полученные знания из области аналитической химии; сформировать и систематизировать знания по следующим направлениям: периодизация истории химического анализа и аналитической химии как науки, характерные особенности каждого исторического этапа; направления и наиболее значимые результаты исследований выдающихся зарубежных и российских химиков-аналитиков; закономерности возникновения и развития отдельных методов анализа, химико-аналитические аспекты...»

«Клебанович Николай Васильевич Почвоведение и земельные ресурсы Курс лекций для студентов специальности 1 - 31 02 01 География направление: 1 - 31 02 01-03 Геоинформационные системы Минск 2013 1 Содержание Лекция Стр. Почва и педосфера. 1 4 Почвоведение как наука. 1.1 4 История развития науки 1.2 6 Факторы и условия почвообразования 1.3 9 Формирование почв 2 15 Почвообразовательный процесс 2.1 15 Морфология почв 2.2 18 Материальная часть почвы 3. 28 Фазовый состав почв 3.1 28 Органическое...»

«НАУЧНЫЙ СОВЕТ ПО АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ СПРАВОЧНИК 2010 – 2014 Изменения и дополнения к Справочнику НСАХ РАН можно найти на странице Интернет-портала Аналитическая химия в России (www.rusanalytchem.org) в разделе НСАХ РАН 2 ОГЛАВЛЕНИЕ ПОЛОЖЕНИЕ О НАУЧНОМ СОВЕТЕ РАН ПО АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ ПОЛОЖЕНИЕ О ПРЕДМЕТНОЙ КОМИССИИ (НАПРАВЛЕНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ КОМИССИЙ СОВЕТА) ПОЛОЖЕНИЕ О РЕГИОНАЛЬНОМ ОТДЕЛЕНИИ НАУЧНОГО СОВЕТА РАН ПО АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ ПОЛОЖЕНИЕ О ПРЕМИЯХ НАУЧНОГО СОВЕТА РАН (НСАХ РАН) ПО...»

«ХИМИЯ Учебно-методический комплекс по дисциплине для подготовки дипломированного специалиста по направлению 250000 Воспроизводство и переработка лесных ресурсов специальности 250401 Лесоинженерное дело всех форм обучения Самостоятельное учебное электронное издание СЫКТЫВКАР 2012 1 УДК 54 ББК 24 Х 46 Рекомендован к изданию в электронном виде кафедрой целлюлозно-бумажного производства, лесохимии и промышленной экологии Сыктывкарского лесного института Утвержден к изданию в электронном виде...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.