Katod materiallari. Tok keltirish qismlari

Diafragmalar va membranalar (to‘siqlar).

Ba’zi elektrokimyoviy jarayonlarda vannaning anod joylashgan qismi bilan katod joylashgan qismlarini ajratish zarur bo‘lganda, ikkala elektrodlar orasiga to‘siq o‘rnatish maqsadga muvofiqdir. Bunda elektrodlarda yoki eritmada hosil bo‘layotgan suyuq yoki gazsimon maxsulotlarni ajratiladi, elektrolizning xom-ashyosi, yarim maxsuloti va maxsulotlarining, qarama - qarshi ishorali elektrodlardagi reaksiya-larda ishtirok etishlarining oldi olinadi.

Har qanday diafragma o‘zidan ionlarni o‘tkazadigan, lekin xom-ashyo va maxsulotlarni o‘tkazmaydigan hususiyatga ega bo‘lishi talab qilinadi.

Diafragma elektrodlarda xosil bo‘lgan maxsulotlarni eritmada o‘zaro ta’sirlashib, reaksiyani orqaga qaytarilish xollarini oldini olish, yoki filtrlash uchun ikkala elektrod oralig‘iga o‘rnatiladi.

Diafragmalar foydalanishiga qarab quyidagicha turlanadi:

- eritma ichiga tushirilgan;

- filtrlovchi;

- ion almashinuvchi (membranalar).

Eritmaga tushirilgan diafragmalar katolit va anolitlarni bir biridan ajratib qo‘yadi, ta’minot ham aloxida bo‘ladi. Bunga misol qilib vodorod va kislorod olishdagi asbest to‘siq (12-rasm, a) ni olish mumkin. Ba’zida oradagi to‘siq elektrolitni qisman ajratadi. Bunga misol qilib, natriy metalini oluvchi elektrolizyordagi po‘latdan yasalgan to‘r-to‘siq (12-rasm, b) vazifasini bajaradi.

Filtrlovchi to‘siqlar elektroliz maxsulotlarini mexanik ajratish bilan bir qatorda yana xlor elektrolizida (diafragma cho‘ktirilgan asbestdan tayyorlanadi), elektrolitni anod tomondan katod tomonga yo‘naltirishni ta’minlaydi (12-rasm, v), yoki nikelni rafinirlashda (diafragma lyon brezentidan tayyorlangan bo‘ladi) yoki marganetsning elektroekstraksiyasida elektrolitni katod tomondan anod tomonga harakatini ta’minlaydi. Elektrolitni bir tomonga yo‘naltirishdan maqsad – ma’lum ionlarning teskari tomonga harakatini va diffuziyani oldini olishdir.

Ion almashinuvchi membrana to‘siqlardan faqat ionlar o‘ta oladilar, xom-ashyo va maxsulotlar esa aloxida tomonlarda bo‘ladi. Xlor va ishqor olishda kation almashinuvchi membranali elektrolizyor (12-rasm, g) dan foydalaniladi.

Qo‘llanilayotgan diafragmalar hususiyatlariga ko‘ra ikki guruhga bo‘linadi: 1- g‘ovakli; 2 – ion almashinuvchi.

G‘ovakli to‘siqlarda ionlar elektrolit bilan to‘latilgan g‘ovaklardan o‘tadi. Ion almashinuvchi membranalarda esa polimer tarkibiga kiruvchi funksional gruppalarda, to‘siqning bu tomonida ion qabul qilib, qarama-qarshi tomonidan ion chiqarishi hisobiga amalga oshiriladi.

G‘ovakli diafragmalar quyidagi ko‘rsatgichlar bilan baxolanadi: -g‘ovaklilik ; - o‘tkazuvchanlik. G‘ovaklilik ushbu tenglama yordamida aniqlanadi:

v = πr²ℓSnβ/ℓS = πr²nβ

Bu erda v- umumiy g‘ovaklilik;

r- g‘ovakning o‘rtacha effektiv radiusi, sm;

ℓ- diafragmaning qaliniligi, sm;

S- diafragmaning ishchi yuzasi, dm²;

β - g‘ovaklarning murakkablik koeffitsienti; β = ℓ_effektiv/ℓ

ℓ_effektiv-g‘ovaklarning effektiv uzunligi;

n- g‘ovaklarning effektiv soni;