Войти
Процесс Кастнера – Келлнера - это метод электролиза на водный раствор хлорида хлорида (обычно раствор хлорида натрия ) для получения соответствующего гидроксида щелочного металла, изобретенный American Гамильтон Кастнер и австриец Карл Келлнер в 1890-е годы.
Первый патент на электролиз рассола был выдан в Англии в 1851 году. Его процесс не был экономически целесообразным способом производства гидроксида натрия, потому что он не мог предотвратить реакцию хлора, образующегося в солевом растворе, с другими его составляющими. Гамильтон Кастнер решил проблему смешения с изобретением ртутного элемента и получил патент США в 1892 году ([1] ). Австрийский химик Карл Келлнер пришел к аналогичному решению примерно в то же время. Чтобы избежать судебной тяжбы, они стали партнерами в 1895 году, основав компанию Castner-Kellner Alkali Company, которая построила заводы, использующие этот процесс по всей Европе. Процесс ртутного элемента используется и по сей день. Современные предприятия по производству ртутных элементов подвергаются критике за выбросы ртути в окружающую среду, что в некоторых случаях приводит к серьезным отравлениям ртутью, как это произошло в Японии Minamata_disease. В связи с этими проблемами, предприятия по производству ртутных элементов постепенно прекращаются, и предпринимаются постоянные усилия по сокращению выбросов ртути на существующих предприятиях.
Аппарат Кастнера – Келлнера Показанный аппарат является разделены на два типа ячеек, разделенных шиферными стенками. Первый тип, показанный справа и слева на диаграмме, использует электролит из раствора хлорида натрия, графитовый анод (A) и ртуть катод (М). В ячейке другого типа, показанной в центре диаграммы, используется электролит из раствора гидроксида натрия, ртутный анод (M) и железный катод (D). Ртутный электрод является общим для двух ячеек. Это достигается за счет того, что стенки, разделяющие ячейки, опускаются ниже уровня электролитов, но все же позволяют ртути течь под ними.
Реакция на аноде (A):
Газ хлор, образующийся в результате вентиляции в верхней части внешних ячеек, где он собирается как побочный продукт процесса. Реакция на ртутном катоде во внешних ячейках:
Металл натрия, образованный в результате этой реакции, растворяется в ртути с образованием амальгамы. Ртуть проводит ток от внешних элементов к центральному элементу. Кроме того, качающийся механизм (B показан точкой опоры слева и вращающимся эксцентриком справа) перемешивает ртуть для переноса растворенного металлического натрия из внешних ячеек в центральную ячейку.
Анодная реакция в центральной ячейке происходит на границе раздела между ртутью и раствором гидроксида натрия.
Наконец, на железном катоде (D) центральной ячейки реакция
Конечный эффект заключается в том, что концентрация хлорид натрия во внешних ячейках уменьшается, а концентрация гидроксида натрия в центральной ячейке увеличивается. По мере продолжения процесса некоторое количество раствора гидроксида натрия выводится из центральной ячейки в качестве выходного продукта и заменяется водой. Хлорид натрия добавляется во внешние элементы, чтобы заменить то, что было подвергнуто электролизу.
