Сода өнимлерин өндириў технологиясы

22. Электрохимиялық усылда каустикалық сода ҳәм хлор өндириси.

Каустикалық сода ҳәм хлорды электрохимиялық өндириў қолланылыўшы катодтың характерине байланыслы болады. Сонлықтан бул процесс қатты түрдеги темир катодлары арқалы әмелге асырылады.

Темир (қатты) катодлы ваннада электролиз өткериў. Ас дузының суўлы еритпеси арқалы электр тогин өткергенде дуздың ҳәм суўдың диссоциацияланыў өнимлери Сl^- ҳәм ОН^- ионлары анодқа, ал Na⁺ ҳәм Н⁺ ионлары катодқа тартылады. Электродларда потенциалы киши болған ионлар разрядланады. Солай етип, катодта тек ғана водород ионлары разрядланады, өйткени олардың қайтымлы минималь, теориялық зәрүр потенциалы барлығы болып – 0,415 в тең, натрийдиң ионлары болса разрядланбайды, оның нормаль потенциалы – 2,718 в қа тең. Сәйкес түрде, катодта тек ғана молекуляр водородтың пайда болыўы ҳәм газ түринде ажыралып шығыўы әмелге асады. Бирақ, водородтың ажыралып шығыўы, жаңадан суў молекулаларының диссоациацияланыўын келтирип шығарыўшы, Н₂О  Н⁺ + ОН^- тең-салмақлығының бузылыўына алып келеди. Сонлықтан катодтың дөгерегине Na⁺ ҳәм ОН^- ионлары топланады, бул күйдиргиш натрийди пайда етеди. Анодқа келетуғын болсақ, онда ол жерде жоқарыда айтып өткенимиздей, кислородтың кернеўлилигиниң жоқары болыўы салдарынан гидроксил топарлар разрядланбайды. Сонлықтан, анодта тек ғана хлор ионлары разрядланады (артықша кернеўликсиз), оның ас дузының тойынған еритпесин-деги қайтымлы потенциалы (18 ⁰С та) + 1,33 в қа тең. Разрядланған хлор газ түринде ажыралып шығады.
Солай етип, ас дузының суўлы еритпелерин электролизлегенде қатты катодта күйдиргиш натрий ҳәм водород, ал анодта – хлор, бирлемши өними болып есапланады. Водород ҳәм хлордың белгили бөлеги газ болғанлықтан ажыралып шығады, ал күйдиргиш натрий еритпеде қалады. Еритпениң ишинде ериген ҳалында, қалған хлордың бир бөлими қосымша реакцияларды қоздырыўға уқыплы. Мәселен күйдиргиш натрий менен тәсирлесип, ол натрийдиң гипохлоридин (NaClO) ҳәм хлоратын (NaClO₃), хлордың басқада кислородлы бирикпелерин пайда етеди.



Натрийдиң гипохлориди, турақсыз бирикпе ретинде, атомар кислородты ажыратып шығарыў менен тарқалады, ол графитли анодты углекислый газға шекем окислендиреди, усының себебинен хлор патасланады. Жүзеге келиўши қосымша реакциялар электр энергиясының ысырап болыўына алып келеди. Сонлықтан, катодтағы ҳәм анодтағы затларды ажыратып қойыў зәрүр, бул олардың өз-ара ваннаның ишине асбесттен таярланған, тесикшелери бар ярым өткериўши айрықша дийўал - диафрагмалар қойылады. Диафрагма анодтағы ҳәм катодағы суйықлық ҳәм газлердиң араласып кетиўине тосқынлық жасайды ҳәм соның менен бир ўақытта электр тогиниң өтиўине сезилерсиз дәрежеде тәсир көрсетеди.
Ҳәзирги ўақытта қуўатлы, туўры мүйешли етип таярланған, электродлары верти-каль түрде жайластырылған ҳәм үзликсиз ҳәрекет етиўши дифрагмасы ағымлы электро-фильтр менен үскенеленген ваннаналар (26-сүўрет) қолланылады. Натрий хлоридиниң еритпеси анод кеңислигине 3 келип түседи, асбесттен таярланған диафрагма 6 арқалы ҳәм катодтағы 1 саңлақлар 5 арқалы өтип катод кеңислигине 2 келип түседи. Усы ҳәрекет арқалы ОН^- ионларының катодтан анодқа 4 өтип кетиўине тосқынлық жаратылады.
Катод кеңислиги электролитикалық силти – күйдиргиш натрий ҳәм ас дузының еритпеси менен толтырылыўы ямаса толтырылмаўы мүмкин. Электролизердиң төменги тәрепинен 90-135 г/л NaOH ҳәм 180 – 195 г/л NaCl – нен ибарат силти суўы, ал жоқарғы тәрепинен хлор ҳәм водород үзликсиз түрде шығарып таслап отырылады. Ҳәр бир ванна 3,85 в кернеўликте ҳәрекет етеди, соның менен бирге олар сериялы избе-из түрде жалғанады.
Егер электролизерлер 400 в ток астында ислесе, онда ҳәр бир серия, мәселен 100 ваннадан ибарат болып: 1003,85 = 385 в сарплайды. Қалған 15 в шиналардың қарсылылығына ысырап болыўға ҳ.т.б. кетеди.