Добро пожаловать, Гость. Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.
Войти

Все материалы форума размещены в ознакомительных целях. Администрация сайта не несет ответственности за их содержание и последствия их практического применения. Ответственность за содержание материалов несут их авторы.
Правила для пользователей Пиротека
Страниц: 1 2 »   Вниз
  Печать  
Автор Тема: Поднятие концентрации серной и азотной кислоты методом электролиза  (Прочитано 2886 раз)
ФхФ
Administrator

Пирорепутация: +65/-3
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 3758
« : 13 Ноябрь 2015, 17:26:20 »

Появился тут у нас один деятельный новичек, у которого ранг не дорос до самостоятельного открытия тем
Однако он отказался давать мне вводный материал для темы, но в виду богатства истории нашего форума дам следующее:

vadjo
 С.: 16
Р.: 25.10.2008
Ни кто ни пробовал получить азотку электролизом водного раствора амиачной силитры на графитовых или угоьных электродах? На катоде - аммиак + водород , на аноде - кислород + HNO3. Выделившийся HNO3 можно попробовать отвести в другое место и растворить его в воде получив азотку.
 
vadjo
 С.: 16
Р.: 25.10.2008
Кстати так можно просто концентрацию повышать в неконцентрированую кислоту опускаются электроды подаётся ток вода начинает разлагаться на кислород и водород и пузырьками покидать установку кислота же остаётся и становится всё более концентрированей. Помойму это легче и безопаснее чем перегонка ни че греть ненадо.

Кстати я даже вот такую установку придумал берёш метровую стеклянную трубку снизу помещяется анод а катод сверху заливается раствор амиачки в воде, подается ток. Амиак и водород сразу покидают зону реактора так каккатод в верху а NO3 подымается пузырьками через всю толщу раствора образуя с водой азотку. В скоре вся амиачка разлогается остаётся тока азотка оставляем ещё ток некоторое время чтоб повысить концентрацию. Надо тока проверить у кого есть азотка дымящяя реагирует она с графитом или углём углеродом короче. Угольные стегжни есть в бальших круглых батарейках а в качестве граф. эл. можно применить графитавые щётки от эл. двигателей. Ну или карандаш на крайняк распетушить. Помойму это более лехкий способ чем чето постоянно переливать нагревать испарять конденсировать.


взято тут
faerman
Пиротехник*

Пирорепутация: +0/-0
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 7
« Ответ #1 : 13 Ноябрь 2015, 17:46:07 »

Спасибо админу, что пошёл мне на встречу. Тема же действительно интересная.  Звучит она так, можно ли с помощью обычного электролиза повышать концентрации кислот? Имеется в виду серной и азотной. Прошерстил весь интернет. везде есть только упоминания, что делать это можно. И делается это просто. Но нигде нет упоминания о том, что это кто то делал.
Вот например в этом месте http://repetitors.info/otvet/?t=14041 есть целая задача с теоретическим ответом такого электролиза.
То есть имеем вот такую реакцию:
К(-) 2H+ +2e--->H2
A(+) 2H2O-4e--->4H++O2
HNO3+2H2O=HNO3+2H2+O2
Как видно из неё при электролизе вода разлагается на кислород и воду. А азотка остаётся целой. а это значит, что любую азотку можно высококонцентровать не прибегая к методам перегонки.
Такую же задачу я встречал  в книгах для абитуриентов в химические вузы. Фотку прилагаю.
Что же касается серной кислоты, то там почти всё то же самое, за исключением того что вместо воды будет выделятся H2O2 (перекись водорода)
Меня интересует, кто нибудь в практике сталкивался с этими методами? И кто что думает? Хотелось бы обсудить не теорию, а именно практическую сторону этой проблемы.


* fK30bSR36Io.jpg (65.68 КБ, 925x389 - просмотрено 388 раз.)
Lx

Пирорепутация: +0/-1
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 238
« Ответ #2 : 13 Ноябрь 2015, 18:24:43 »

Вообще-то встречались с этим все. При заряде аккума происходит увеличение плотности, но выделяется не H2O2 а H2. И все знают, что аккумуляторные по этому поводу очень опасны на предмет искр. Но все знают, что если аккум будет долго кипеть, то воды там останется реально мало, но начнется реакция с Pb и Cu...
NIUS
Пиротехник*

Пирорепутация: +33/-4
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 1791
« Ответ #3 : 13 Ноябрь 2015, 19:42:36 »

Если бы было так всё просто, химическая промышленость пошла бы именно этим путём , а не пропусканием аммиака через катализаторы. А для повышения концентрации кислот до азеатропа, достаточно тупо упарить хоть азу или сернягу.   
inksde

Пирорепутация: +0/-0
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 80
« Ответ #4 : 13 Ноябрь 2015, 23:12:05 »

очень интересная тема, для меня.
в свое время я провел много часов за литературой и практическими опытами по электролизу солей азотной кислоты, в основном нитрата аммония. на угольных электродах, а так же на металлических. присоединяюсь к обсуждению темы.

Я делал электролиз р-ов аммиачной селитры разной концентрации с графитовыми, медными и железными электродами.
С последними все понятно: начальный р-р слабо-щелочной или нейтральный. медный анод постепенно переходит в раствор в виде Cu2- и восстанавливается на катоде в виде "губчатой меди". При этом выделяется аммиак, непонятно почему, но механизм не вникал. По ходу электролиза, раствор становится очень темным и дает уже кислую реакцию. Это из-за того, что освободившиеся HNO3 полностью диссоциирует(может не правильное слово) в H3O- и NO3+ и реагирует с растворенной медью с образованием гидроксида(нерастворимый) меди и нитрата меди(растворимый). Вот так: поскольку гидроксид меди нерастворим в воде, но растворим в ней в присутствии аммиака то образует аквакомплексы [Cu(H2O)4]2+ и аммиакаты [Cu(NH3)4](NO3)2, которые восстанавливаются в то, что некоторые источники называют "основной нитрат меди 2" Cu(ОН)2*Сu(NO3)2, похоже на правду, так как ЭТО начинает выпадают в осадок, который можно собирать в приличных количествах. Очень мелкий порошок бирюзового цвета. При нагревании в пробирке до 100 оС темнеет и выделяет воду (распадается гидроксид меди), при дальнейшем нагревании распадается нитрат меди с выделением газа бурого цвета с характерным запахом диоксида азота. что используется мной для получения р-ра азотной кислоты в целях мытья посуды. Пробовал сухую перегонку фильтрата после электролиза, сначала гонится вода походу, но ближе к 150, выделяется тот самый бурый газ. В определенный момент процесса даже кажется что гонится HNO3, может быть конденсируется с водой, которая еще "недоулетела" или все еще связана.
Еще хотел сказать, что как только электролит перестает вонять аммиаком, то это значит, что теперь будет восстанавливаться только медь и вода, а имеете вы р-р нитрата меди в:
1 случай, если вы прекращали подачу тока (да еще и нечаянно оставляли при этом электроды в воде) то реакции в р-ре (!по моему мнению!) будут такие:
Cu + 4 HNO3 = Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O
NO2+ + OН- = NO2(ОН) = NHO3
и так покуда в воде будет оставаться достаточно кислоты для поддержания реакции.
2 случай, если электролиз велся до конца, то получится так (в молекулярном виде):
2Cu2+ + 2H2O = 2Cu + 4H+ + O2? но обычно процесс прекращают на стадии восстановления до оксида меди.
по идее в самом при самом конце должна остаться азотная кислота))) ее можно перегнать и попробовать сушить еще как то.

по получению кислоты электролизом есть вопрос. пока не забыл: каким образом будет производиться определение концентрации, учитывая побочные продукты в виде нитратов, нитритов, амидов, возможно даже азидов ;)


С графитовыми. Если принять, это соль сильной кислоты и слабого основания, то водный р-р нитрата аммония можно рассмотреть как слабую кислоту
7 NH4NO3 + 5 H2O = 8 NH3(OH) + 6 HNO3
Поскольку анод за счёт окисления атомов меди, из которой сделан анод, больше не посылает их во внешнюю цепь, то на катоде восстанавливается водород.
Схема практически та же что и с медными, за исключением одного наблюдения.
В присутствии азотной кислоты при наличии свободного кислорода аммиак может реагировать дальше по схеме:
NH4+ + H2O + O2 ==> N2H4 гидразин - очень токсичен. проявляет свойства сильного восстановителя. / есть инфо что медь катализирует распад гидразина на азот и водород, что тоже вносит смуту в дальнейший процесс)))) /
к тому же, не понятно почему слышно запах аммиака, он не должен восстанавливаться на катоде. но если я прав, то гидразин может помочь объяснить:
4Cu(NO3)2 + 18 (NH2)OH*H2O ==> 4 CuN3 + 9 N2O + 12NH3 + 27 H2O
катализатором может быть и сам УГОЛЬНЫЙ электрод (очень многие виды графита имеют разный состав) это к слову об инертности.

по поводу азотной кислоты, то ее скорее всего ждет тоже самое, когда окисляться будет нечему, а восстанавливаться чему еще есть, то ее ждет такая же судьба
2NO2(OH) = > 2NH3 + 4O2 + 2H2O

Ну а по книге все так:
Если в растворе слабой азотной кислоты находятся подключенные к источнику тока инертные электроды, раствор будет подвергаться дальнейшему электролизу:
Aнод: 2H2O – 4e = 4H+  + O2?
Kатод: 2H+ + 2e = H2?
Суммарное уравнение:
2H2O = 2H2? + O2?

но на деле выходит не совсем то, может быть, из-за того, что в литературе рассматривается как бы "идеальная ситуация", с абсолютно чистыми веществами в идеальных условиях.
мне кажется тут вся беда, что азотная кислота и сама может восстанавливаться в момент выделения свободного водорода при определенных условиях (например, когда нет "эквимолярного" количества ОН- для связывания всего водорода). но даже если она и получится и останется в р-ре в хотя бы боле - менее пригодной концентрации, то что дальше? все равно перегонка... тогда сразу перегнать с серной кислотой конц. и все.
с точки зрения же самого эксперимента, я бы попробовал, но к сожалению завязал. и вам категорически не рекомендую проводить ток через р-ры в которых одновременно содержащие буковки N, H, Cl.

Но какие электроды можно считать инертными по отношению к подогретой (если не охлаждать) азотной кислоте я не знаю. Если не учитывать образование побочных продуктов, то вполне себе метод. Я видел способы получения азотки, но ее концентрации таким способом не встречал.

Итог:
Я считаю, что в любом случае получится "смесь" азотной кислоты, азотистой кислоты, окислов азота, перекисей, нитратов, нитритов гидроксиламина и гидразина. Вероятно не самый удобный способ получения азотной кислоты нужной концентрации. Она свободно продается. После перегонки над серкой можно использовать без проблем вообще. С электрохимией все гораздо сложнее, чем на первый взгляд.

P.S. к теме конкретно не относится, но сочетание таких слов как углерод, аммиак, азот, катализатор, сильная кислота, растворитель и поток электронов может приводить к образованию связей С-С и С=С  :)
« Последнее редактирование: 13 Ноябрь 2015, 23:16:03 от inksde »
inksde

Пирорепутация: +0/-0
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 80
« Ответ #5 : 13 Ноябрь 2015, 23:25:52 »

забыл добавить, есть книга "Основы химии. Менделеев Д.И. 1932 г." стр. 120
"Аммиак легко окисляется в азотную кислоту при пропускании его смеси с воздухом через нагретую губчатую платину.
Но еще легче аммиак восстанавливается из той же азотной кислоты (или ее окислов) в момент выделения атомарного водорода."

там еще много чего написано интересного, вдруг пригодится кому)))
faerman
Пиротехник*

Пирорепутация: +0/-0
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 7
« Ответ #6 : 14 Ноябрь 2015, 01:07:36 »

забыл добавить, есть книга "Основы химии. Менделеев Д.И. 1932 г." стр. 120
"Аммиак легко окисляется в азотную кислоту при пропускании его смеси с воздухом через нагретую губчатую платину.
Но еще легче аммиак восстанавливается из той же азотной кислоты (или ее окислов) в момент выделения атомарного водорода."

там еще много чего написано интересного, вдруг пригодится кому)))
Вы так много написали в предыдущих двух постах.  и всё впустую. Зря только время потратили. Просьба была рассматривать только практические методы, теорию я и сам знаю. ну и по поводу того, что кислота свободно продаётся. Так вот ни серная кислота ни азотная концентрацией выше 90 процентов свободно не продаётся. Продавалась бы- не поднимал бы эту тему.
faerman
Пиротехник*

Пирорепутация: +0/-0
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 7
« Ответ #7 : 14 Ноябрь 2015, 04:41:48 »

Если бы было так всё просто, химическая промышленость пошла бы именно этим путём , а не пропусканием аммиака через катализаторы. А для повышения концентрации кислот до азеатропа, достаточно тупо упарить хоть азу или сернягу.
но вы обсуждаете амиак когда говорите про изготовление кислоты, а тут именно вопрос о повышении концентрации выше 95 процентов. В промышлености ведь кислоту таких концентраций не выпускают для хранений, так как она со временем разлагается. Её готовят непосредственно на нитрующих заводах методом смешивания с серкой и упаривания.
inksde

Пирорепутация: +0/-0
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 80
« Ответ #8 : 14 Ноябрь 2015, 12:01:17 »

я обсуждаю аммиак, потому, что он выделяется при электролизе кислоты. можете доказать обратное - пожалуйста, получится очень интересный "новел дискорс". а по сути, вы кроме теории из школьной книги ничего не предложили к обсуждению. если вы ожидали услышать похвалу за открытие нового метода повышения концентрации в 2015 году, так приведите номер патента или анализ эксперимента.
предлагаю продолжить обсуждение.
кислота дымит окислами очень сильно еще не доходя до 90%, аппарат для электролиза должен быть закрыт от воздуха, а так же, скорее всего, оснащен вакуумной камерой.
Lx

Пирорепутация: +0/-1
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 238
« Ответ #9 : 14 Ноябрь 2015, 13:52:46 »

ну можно еще сделать так:
Берете обычный тестер с одинаковыми щупами и измеряете сопротивление электролита H2SO4
Потом измеряете так-же конц H2SO4. (в аккумах почему-то не используют)
Потом можно померить олеум SO3.   ... Далее все поняли...
Но с увеличением конц кислоты станут активнее и начнут реагировать даже с углем.
Попробуйте Pt электроды и отсос воздуха.
faerman
Пиротехник*

Пирорепутация: +0/-0
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 7
« Ответ #10 : 14 Ноябрь 2015, 14:49:08 »

я обсуждаю аммиак, потому, что он выделяется при электролизе кислоты. можете доказать обратное - пожалуйста, получится очень интересный "новел дискорс". а по сути, вы кроме теории из школьной книги ничего не предложили к обсуждению. если вы ожидали услышать похвалу за открытие нового метода повышения концентрации в 2015 году, так приведите номер патента или анализ эксперимента.
предлагаю продолжить обсуждение.
кислота дымит окислами очень сильно еще не доходя до 90%, аппарат для электролиза должен быть закрыт от воздуха, а так же, скорее всего, оснащен вакуумной камерой.
по моему я как раз эту тему открыл , что б выяснить для себя практическое применение электролиза и спросил  людей кто имел опыт повышение концентраций электролизом. Но ни один из ответивших, в том числе и вы ничего путного не написал. Лучше бы промолчали, что бы не засорять тему. Там же было ясно написано- интересуют практические методы. А вы начали разглагольствовать о том, что вот дескать в промышленности амиак прогоняют. Но вопрос был не про амиак. На форуме для этого есть другая тема. Вопрос был об электролизе кислот и если вы его не делали- то и писать не нужно. Я теорию знаю не хуже вас.
inksde

Пирорепутация: +0/-0
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 80
« Ответ #11 : 14 Ноябрь 2015, 16:07:12 »

ну хорошо. скорее всего,тогда выходит тот кто создавал тему на форуме не совсем точно передал смысл вашего первого сообщения?
vadjo
 С.: 16
Р.: 25.10.2008
Ни кто ни пробовал получить азотку электролизом водного раствора амиачной силитры на графитовых или угоьных электродах? На катоде - аммиак + водород , на аноде - кислород + HNO3. Выделившийся HNO3 можно попробовать отвести в другое место и растворить его в воде получив азотку.
vadjo
 С.: 16
Р.: 25.10.2008
Кстати так можно просто концентрацию повышать в неконцентрированую кислоту опускаются электроды подаётся ток вода начинает разлагаться на кислород и водород и пузырьками покидать установку кислота же остаётся и становится всё более концентрированей. Помойму это легче и безопаснее чем перегонка ни че греть ненадо.

Кстати я даже вот такую установку придумал берёш метровую стеклянную трубку снизу помещяется анод а катод сверху заливается раствор амиачки в воде, подается ток. Амиак и водород сразу покидают зону реактора так каккатод в верху а NO3 подымается пузырьками через всю толщу раствора образуя с водой азотку. В скоре вся амиачка разлогается остаётся тока азотка оставляем ещё ток некоторое время чтоб повысить концентрацию. Надо тока проверить у кого есть азотка дымящяя реагирует она с графитом или углём углеродом короче. Угольные стегжни есть в бальших круглых батарейках а в качестве граф. эл. можно применить графитавые щётки от эл. двигателей. Ну или карандаш на крайняк распетушить. Помойму это более лехкий способ чем чето постоянно переливать нагревать испарять конденсировать.

или я не правильно его понял? к тому же, форум же не только вы читаете. форумы для того и существуют. и писать я буду там, где я считаю нужным, правилами форуме это не запрещено, если я пишу по сути темы вопроса "Поднятие концентрации серной и азотной кислоты методом электролиза" а должно быть "Тема только для поднимающих концентрацию кислот методом электролиза"
я писал что делал электролиз растворов, содержащих азотную кислоту. описал выводы о проделанной работе, включая положительные и отрицательные моменты, определил для себя целесообразность такого процесса. поделился информацией. Правила форума не нарушал. Я же не указываю вам что делать? Может быть сходите попробуете испарить литр воды электролизом, и вопросы сами отпадут.
bomsz
Специалист

Пирорепутация: +11/-2
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 1126
« Ответ #12 : 14 Ноябрь 2015, 16:45:51 »

можно ли с помощью обычного электролиза повышать концентрации кислот? Имеется в виду серной и азотной..
Серную не выйдет на графите. Как минимум двуокись свинца надо. И получится кислота Каро.
В этом есть смысл.
Кислота Каро + ацетон = киса. Без перекиси.
Но смысл тупой.


А азотную проще.  На графите должно получится. А возможно даже на титане или какой-то нержавейку.[/size]
Для разложения воды надо затратить много энергии. Очень много.
Если тебе нужен гремучий газ, тогда да. Азотка будет бонусом.
inksde

Пирорепутация: +0/-0
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 80
« Ответ #13 : 14 Ноябрь 2015, 17:22:57 »

Серную не выйдет на графите. Как минимум двуокись свинца надо. И получится кислота Каро.
В этом есть смысл.
Кислота Каро + ацетон = киса. Без перекиси.
Но смысл тупой.

А Каро там как появится, объясни хотя бы в общих чертах?
Хотя тема не про "Кису", но все равно интересно, можно ли выделить кислоту Каро, что бы пустить в реакцию с ацетоном, или сразу в банку лить ацик где шел электролиз?
Так это же халява открывается вообще. киса без перекиси. ток тогда получается, что киса это персульфат ацетона, а не его перекись. кислота в этой реакции катализатор, а не окислитель. я могу ошибаться, делал только из урика, не помню как называется. но смысл такой же точно.

если ты знаешь что то расскажи как без перекиси, я не знал. тогда лучше в теме про кису продолжить если что
NIUS
Пиротехник*

Пирорепутация: +33/-4
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 1791
« Ответ #14 : 14 Ноябрь 2015, 17:46:04 »

Ну правильно, разумный смысл собственно в чём, затратить минимум энергии с максимальным выходом, и этот метод можно рассматривать как побочный продукт, а не основной. Не говоря уже о чистоте продукта и затраченного времени, лутше азу из воздуха получать, методом дуги.
bomsz
Специалист

Пирорепутация: +11/-2
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 1126
« Ответ #15 : 14 Ноябрь 2015, 17:53:19 »

Цитировать
Пероксомоносерная кислота[/size] H2SO5 ( кислота Каро) получается при электролизе-серной кислоты как продукт распада первоначально образующейся пероксодисерной кислоты, причем тем быстрее, чем концентрированнее серная кислота. Пероксомоносер-ную кислоту получают еще действием серной кислоты на пероксодисульфаты, а также действием перекиси водорода на холодную концентрированную серную кислоту.[/size]


А еще персульфаты получают электролизом сульфатов.
Цитировать
Другим способом синтеза диперекиси ацетона является реакция ацетона с [/font][/size]персульфатом калия[/font][/size] в разбавленной серной кислоте.[/font][/size][size=78%]
[/size]
И про электролиз персульфатов есть литература. Тот же Якименко. Детально не помню, но найти можно. Точно помню что там графитом не отделаешься.


inksde

Пирорепутация: +0/-0
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 80
« Ответ #16 : 14 Ноябрь 2015, 18:01:34 »

За электролиз персульфатов в курсе, мне скидывал Гекс литературу. А вот про Каро электролизом и не попадалось, откуда это? Щас поищу
на счет "Кисы"
Другим способом синтеза диперекиси ацетона является реакция ацетона с персульфатом калия в разбавленной серной кислоте. Тримерный пероксид ацетона (триперекись ацетона, 2) образуется в данных реакциях как примесь. дело в том что я не в курсе диперекись - это тоже киса?
bomsz
Специалист

Пирорепутация: +11/-2
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 1126
« Ответ #17 : 14 Ноябрь 2015, 18:28:48 »


Тут про кису очень и очень много всего написано. Это вечная тема этого форума.
faerman
Пиротехник*

Пирорепутация: +0/-0
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 7
« Ответ #18 : 15 Ноябрь 2015, 02:24:22 »

я обсуждаю аммиак, потому, что он выделяется при электролизе кислоты. можете доказать обратное - пожалуйста, получится очень интересный "новел дискорс". а по сути, вы кроме теории из школьной книги ничего не предложили к обсуждению. если вы ожидали услышать похвалу за открытие нового метода повышения концентрации в 2015 году, так приведите номер патента или анализ эксперимента.
предлагаю продолжить обсуждение.
кислота дымит окислами очень сильно еще не доходя до 90%, аппарат для электролиза должен быть закрыт от воздуха, а так же, скорее всего, оснащен вакуумной камерой.
И всё же по электролизу азотной кислоты - опишите детальнее сам процесс того что вы делали. Ибо упаривать электролизом придётся не литр, а гораздо меньше воды. Если например учесть что изначально берём литр кислоты.
По серке вы сказали, что это не возможно таким образом повысить концентрацию. Возможно. Ну а если используя вот эту методу http://ru-patent.info/21/80-84/2181391.html
То есть делаем так. В серную кислоту обычной концентрации добавляем немного серы (порошок) и после этого начинаем этот раствор электризовать. Ведь тогда концентрация должна повысится. Как думаете?
bomsz
Специалист

Пирорепутация: +11/-2
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 1126
« Ответ #19 : 15 Ноябрь 2015, 12:14:52 »

Ну а если используя вот эту методу http://ru-patent.info/21/80-84/2181391.html
То есть делаем так. В серную кислоту обычной концентрации добавляем немного серы (порошок) и после этого начинаем этот раствор электризовать. Ведь тогда концентрация должна повысится. Как думаете?
Там на угле получают именно слабую кислоту и ее быстро отводят.
Концентрированную не получают. Если бы получалось получить приличную концентрацию, то так бы и написали.
Но если взять анод из платины, или хотя бы двуокиси свинца то можно пробовать.
Страниц: 1 2 »   Вверх
  Печать  

Powered by SMF 2.0.13 | SMF © 2006-2008, Simple Machines LLC

© 2018 piroforum.info Копирование материалов сайта запрещено.