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ÉLECTROCHIMIE

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À l'origine apparaissant en volume V09, page 210 de l'encyclopédie 1911 Britannica.
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ÉLECTROCHIMIE . L'See also:

article actuel traite See also:les See also:processus qui comportent l'électrolyse See also:des solutés, tandis que ceux dans lesquels l'électricité est employée dans la fabrication des produits chimiques aux températures de See also:four sont traités sous l'cElectrometallurgy, bien que, à proprement parler, dans certains See also:cas (fabrication par exemple de See also:calcium de See also:carbure et de See also:phosphore) elles soient 'pas vraiment métallurgiques See also:le character. Pour la théorie et les See also:lois élémentaires du dépot électrolytique voir l'cÉlectrolyse; et pour la construction et l'See also:usage des générateurs électriques voir la DYNAMO et la See also:BATTERIE: Électrique. L'importance du sujet peut être mesurée par le fait que tous les See also:aluminium, magnésium, See also:sodium, See also:potassium, carbure de calcium, See also:carborundum et See also:graphite artificiel, maintenant placé sur le marché, est fait par des processus électriques, et que l'utilisation de tels processus pour le raffinage du See also:cuivre et de l'See also:argent, et dans la fabrication du phosphore, du chlorate de potassium et de l'See also:agent de blanchiment, serrant déjà très fortement sur les systèmes non électriques plus anciens, est chaque se prolonger d'année. La convenance également avec ce que l'énergie des See also:chutes d'See also:eau peut être convertie en énergie électrique a mené à l'introduction des industries chimiques dans des See also:pays et des zones où, dû à l'See also:absence du See also:charbon, elles étaient précédemment inconnues. La Norvège et la Suisse ont les producteurs importants devenus des produits chimiques, et les zones pastorales de ce See also:type dans lesquels See also:Niagara ou Foyers sont les centres de fabrication situés. De See also:cette façon le développement de l'See also:industrie électrochimique est en degré marqué changeant la See also:distribution du See also:commerce dans le monde entier. L'électroraffinage du principe de Metals.The a habituellement suivi dans l'électroraffinage des métaux doit mouler le métal impur dans les plats, qui sont exposés comme anodes dans un dissolvant approprié, généralement un See also:sel du métal See also:sous le traitement. Au dépassement d'un See also:courant dont de l'électricité, le See also:volume et la See also:pression sont ajustés sur les conditions de l'électrolyte et des électrodes, l'anode se dissout lentement, laissant les impuretés insolubles sous See also:forme d'éponge, si la proportion soit considérable, mais autrement comme See also:boue ou boue qui deviennent isolées de la See also:surface d'anode et doivent être empêchées d'entrer en See also:contact avec la See also:cathode. Le métal à être dépassement de raffinage dans la See also:solution est concurremment déposé à la cathode. Les impuretés solubles qui sont plus électronégatives que le métal sous le traitement doit, si le présent, être enlevé par un processus préliminaire, et la tension et d'autres conditions doit être ainsi a choisi qu'aucun des métaux plus électropositifs Co-n'est déposé avec le métal à raffiner. De See also:ces derniers et d'autres considérations il est évident que (i) l'électrolyte doive être comme la volonté dissolvent librement le métal à raffiner; (2) l'électrolyte doit pouvoir dissoudre la See also:partie principale de l'anode, autrement la masse de la matière insoluble sur la See also:couche See also:externe empêchera l'accès de l'électrolyte au See also:noyau, qui échappera ainsi au raffinage; (3) l'électrolyte devrait, si possible, être incapable des métaux de See also:dissolution plus électronégatifs que celui à raffiner; (4) la proportion d'impuretés électropositives solubles ne doit pas être excessive, ou ces substances s'accumuleront trop rapidement dans la solution et rendront nécessaire sa See also:purification fréquente; (5) la densité de courant doit être ainsi ajusté sur la force de la solution et sur d'autres conditions qu'aucun métal relativement électropositif n'est déposé, et que le dépôt cathodique est physiquement approprié au traitement suivant; (6) la densité de courant devrait être aussi haute qu'est conformé à la See also:production d'un deposie pur et sain, sans dépenses anormales de tension, de sorte que l'opération puisse être See also:rapide et l'"See also:chiffre d'affaires" See also:grand; (7) l'électrolyte devrait être aussi bon un See also:conducteur de l'électricité comme possible, et ne devrait pas, d'See also:habitude, être changé chimiquement par See also:exposition à l'See also:air; et (8) l'utilisation des cloisons poreuses devrait être évitée, à mesure qu'ils augmentent la résistance et exigent habituellement le renouvellement fréquent. Pour des détails des méthodes pratiques voir l'See also:cOr; ARGENT; CUIVRE et titres pour d'autres métaux. La fabrication électrolytique du produit chimique Products.When que un soluté du sel d'un métal alcalin est electrolysed, le métal réagit avec de l'eau, de même que bien connu, formant l'See also:alcali See also:caustique, qui se dissout dans la solution, et l'hydrogène, qui se dégage comme See also:gaz.

Tellement tôt pendant que 185 un See also:

brevet étaient sortis par See also:Cooke pour la production de l'alcali caustique sans utilisation d'un courant séparé, en immergeant des plats de See also:fer et de en cuivre des côtés opposés d'une See also:cloison poreuse (d'See also:biscuit-See also:articles) dans une See also:cellule appropriée, contenir une solution du sel pour être electrolysed, à 21°-65° C. (70°-150° F.). La solution de l'anode de fer a été prévue pour avoir les moyens l'énergie nécessaire. Par même année on a accordé un autre brevet à C. See also:Watt pour un processus semblable, impliquant l'emploi d'un courant extérieurement produit. Quand un See also:chlorure alkalin, indiquent le chlorure de sodium, est electrolysed avec une électrode immergée dans une cellule poreuse, alors que la soude caustique est formée à la cathode, le See also:chlore est déposé à l'anode. Si le dernier soit insoluble, le gaz répand dans la solution et, quand ceci devient saturé, s'échappe dans l'air. Si, cependant, aucune See also:division poreuse ne soit employée pour empêcher mélanger par la See also:diffusion de l'anode et des solutions de cathode, un ensemble compliqué de réactions subsidiaires a See also:lieu. Le chlore réagit avec la soude caustique, formant l'hypochlorite de sodium, et ceci alternativement, avec un excès de chlore et à températures élevées, devient pour la plupart converti en chlorate, tandis que toute électrolyse simultanée d'un hydroxyde ou d'une eau et d'un chlorure (de sorte que l'hydroxyle et le chlore soient simultanément libérés à l'anode) produit également des composés d'oxygène-chlore directs. En même See also:temps, la diffusion de ces composés en contact avec la cathode mène à une réduction partielle au chlorure, par le déplacement de l'oxygène combiné par l'instrumentality de l'hydrogène là évolué. Dans la proportion en tant qu'See also:original le chlorure est ainsi reproduit, l'efficacité du processus naturellement est diminué. Il est évident que, avec les méthodes appropriées et l'See also:appareil, l'électrolyse des chlorures alkalins puisse être faite pour rapporter le chlore, les hypochlorites (boissons alcoolisées de See also:blanchissement), les See also:chlorates ou l'alcali caustique, mais que le grand soin doit être pris si un quelconque de ces produits doit être pur obtenu et avec l'économie. Beaucoup de See also:brevets ont été sortis dans cette See also:branche d'électrochimie, mais il doit être remarqué que See also:cela accordé à C. Watt ait traversé la totalité de la See also:terre.

Dans son processus un courant a été passé par un réservoir divisé en deux ou trois cellules par les cloisons, les capots et les tubes poreux ont été arrangées pour porter au loin le chlore et l'hydrogène respectivement, et le tout a été chauffé à F. 1200 par une veste de See also:

vapeur quand l'alcali caustique était fait. Des hypochlorites ont été faits, aux températures ordinaires, et aux chlorates à températures élevées, dans une cellule sans cloison dans laquelle la cathode a été placée horizontalement immédiatement au-dessus de l'anode, pour favoriser le mélange du chlore See also:croissant avec la solution caustique descendante. La relation entre la See also:composition de l'électrolyte et des See also:divers conditions de la courant-densité, de la température et des semblables a été étudiée par F. Oettel (Zeilschrift f. Elektrochem., 1894, See also:vol. I. pp 354 et 474) en liaison avec la production des hypochlorites et des chlorates dans les réservoirs sans diaphragmes, par C. Haussermann et W. Naschold (Chemiker Zeitung, 1894, vol. xviii. p. 857) pour leur production en cellules avec les diaphragmes poreux, et par F. Haber et S.

Grinberg (Zeilschrift f. anorgan. Chim., 1898, vol. xvi pp 198, 329, 438) en liaison avec l'électrolyse de l'See also:

acide chlorhydrique. Oettel, en utilisant une solution de ò% de chlorure de potassium, a obtenu le meilleur See also:rendement de l'hypochlorite avec une courant-densité élevée, mais dès qu'elle % de chlore de blanchissement (comme hypochlorite) était présente, la formation du chlorate a débuté. Le rendement était au mieux très bas par rapport à celui théoriquement possible. Le meilleur rendement de chlorate a été obtenu quand de I à 4% de potasse caustique était présent. Avec la courant-densité élevée, chauffant la solution tendent à augmenter la proportion de chlorate avec l'hypochlorite, mais car la proportion de l'eau décomposée est alors plus haute la quantité de chlore produite doit être moins et toute l'efficacité de chlore plus See also:bas. Il a également tracé un raccordement entre l'alcalinité, la température et la courant-densité, et a prouvé que ces conditions devraient être mutuellement ajustées. Avec une courant-densité de 1ó aux ampères 1ô par pieds carrés, à 3 volts, passant entre les electrodes en See also:platine, il a atteint à une courant-efficacité de 52 %, et chaque (les See also:Anglais) See also:heure électrique de See also:puissance en chevaux était équivalente à une production de 1378,5 grains de chlorate de potassium. En d'autres termes, chaque See also:livre de chlorate exigerait une dépense de presque 5,1 See also:heures d'e.h.p.. Un des plus tôt des processus plus modernes était celui de E. See also:Hermite, qui a consisté en production des blanchir-boissons alcoolisées par l'électrolyse (selon la 1ère édition du brevet 1884) du magnésium ou chlorure de calcium entre les anodes de platine a porté dedans les armatures en See also:bois, et de cathodes de zinc. La solution, contenant des chlorates de hypochloritesand, a été alors appliquée au blanchissement de la See also:toile, de la See also:papier-pulpe ou analogues, la solution étant employée à plusieurs reprises encore. Beaucoup de modifications ont été faites breveter par Hermite, celui de 1895 indiquant l'utilisation des anodes de See also:gaze de platine, tenue dans la ébonite ou d'autres armatures.

Des cathodes tournantes de zinc ont été employées, avec des racleurs pour empêcher l'See also:

accumulation d'une couche de composés insolubles de magnésium, qui augmenteraient autrement la résistance électrique au delà des See also:limites raisonnables. Le même inventeur a fait breveter l'application de electrolysed des chlorures à la purification de l'See also:amidon par l'oxydation des See also:corps organiques moins stables, au blanchissement d'See also:huiles, et à la purification du gaz de charbon, de l'esprit et d'autres substances. Son système pour la désinfection des See also:eaux d'égout et de la matière semblable par l'électrolyse des chlorures, ou de l'eau de See also:mer, a été essayé, mais pour la plupart abandonné sur les See also:points des dépenses. La référence peut être m.; De aux papiers écrits en See also:jours tôt du processus par C. F. Cross et E. J. Bevan (Journ. Soc. Chem. Industrie, 1887, vol. vi. p. 170, et 1888, vol. vii. p.

Phoenix-squares

292), et aux papiers en retard par P. Schoop (Zeilschrift f. Elektrochem., 1895, vol. ii. pp 68, 88, 107, 209, 289). E. Kellner, qui dans 1886 a fait breveter l'utilisation de la cathode (soude caustique) et des boissons alcoolisées d'anode (chlore) dans la fabrication de la See also:

cellulose de la bois-See also:fibre, et a depuis a évolué beaucoup de processus semblables, a produit un appareil qui a été en grande partie utilisé. Il se compose d'un réservoir de grès avec une See also:feuille mince d'alliage d'platine-See also:iridium à l'une ou l'autre extrémité formant les électrodes primaires, et entre elles un See also:certain nombre de glaces presque atteignant au fond, chacun qui a une gaze de platine couvrent de chaque côté; les deux feuilles appartenant à chaque See also:plat sont dans le raccordement métallique, mais isolé de tous les autres, et de l'intermédiaire de forme ou des électrodes bipolaires. Des 10-12 % de solution du chlorure de sodium sont causés à l'écoulement vers le haut par l'appareil et au débordement dans les See also:cuvettes, par lesquelles il est donné (au besoin par un appareil de refroidissement) de nouveau à la See also:pompe de circulation. Une telle usine a été rapportée en tant que donner 0,229 gallons d'une boisson alcoolisée contenant 1 % de chlore disponible par heure de kilowatt, ou 0,171 gallons par heure d'e.h.p.. Kellner a également fait breveter "blanchir-bloquent," en tant que He le nomme, se composant d'une See also:armature portant les plats parallèles semblables en principe à ces derniers décrits. Le See also:bloc est immergé dans la solution à blanchir, et peut être dégagé dedans ou comme exigé. O. Knofler et Gebauer ont également un système des électrodes bipolaires, monté dans une armature dans l'See also:aspect ressemblant à un See also:filtre -presse. L'autre Processes.It électrochimique est évident que de l'See also:iode et le See also:brome électrolytique, et les composés de l'oxygène de ces éléments, puissent être produits par des méthodes semblables à ceux appliquées aux chlorures (voir l'cAlcali FABRIQUER et les CHLORATES), et Kellner et d'autres ont fait breveter des processus à cet effet. De l'hydrogène et l'oxygène peuvent également être produits électrolytiquement comme gaz, et leurs See also:puissances réductrices et d'oxydations respectives à l'heure actuelle du dépôt sur l'électrode sont fréquemment employées dans le laboratoire, et dans une certaine See also:mesure industriellement, principalement dans le See also:domaine de la See also:chimie organique.

De même, la formation des produits organiques d'halogène peut être effectuée par le chlore électrolytique, as, par exemple, dans la production du See also:

chloral par l'introduction progressive de l'See also:alcool dans une cellule d'anode en laquelle l'électrolyte est une solution forte de chlorure de potassium. Encore, on observe des réactions d'anode, comme dans l'électrolyse des acides gras, peuvent être utilisées, as, par exemple, quand les CH3CO2deposited radicaux à l'anode dans l'électrolyse des acidis acétiques dissociés, deux des groupes réagissent pour donner une molécule d'éthane, de See also:C2H6, et de deux d'anhydride carbonique. Ce, qui a été See also:longtemps identifié comme See also:classe-réaction, est évidemment capable de la variation sans See also:fin. On a proposé beaucoup de méthodes électrolytiques pour la purification du See also:sucre; dans certains d'entre eux des anodes solubles sont utilisées pendant quelques minutes dans les solutions alkalines faibles, de sorte que l'alcali caustique de la réaction de cathode puisse précipiter chimiquement l'hydroxyde du métal d'anode dissous dans le liquide, le précipité portant avec lui mécaniquement certaines des impuretés actuelles, et clarifiant de ce fait la solution. Dans d'autres le courant est appliqué pendant un plus See also:long temps à la sucre-solution originale avec les anodes insolubles (par exemple de See also:carbone). F. See also:Peters a constaté qu'avec ces méthodes les meilleurs résultats sont obtenus quand l'ozone est utilisé en plus de l'oxygène électrolytique. L'utilisation a été faite en électrolyse dans des opérations de See also:bronzage, le courant étant passé par les bronzer-boissons alcoolisées que contenir se See also:cache. Le courant, par endosmosis, favorise le passage de la solution dans la See also:cacher-substance, et semble en même temps aider les combinaisons chimiques se produisant là; par conséquent une grande réduction du temps requis pour l'accomplissement du processus. Beaucoup de brevets ont été sortis dans cette direction, un de mieux connu étant que de See also:Groth, expérimenté au moment par S. Rideal et A. P.

Trotter (Journ. Soc. Chem. Indust., 1891, vol. X. p. 425), qui a utilisé les anodes de cuivre, ¢ pieds carrés dans le See also:

secteur, avec des courant-densités d'o•375 à l'ampère de I (s'étendant dans certains cas à 7,5) par pieds carrés, les meilleurs résultats étant obtenus avec les courant-densités plus See also:petites. Des processus électrochimiques souvent sont indirectement employés, comme par exemple dans le processus de See also:Villon (inverseur électrique, New York, 1899, vol. xxxv. p. 375) appliqué en Russie à la fabrication de l'alcool, par une série de réactions chimiques à partir de la production de l'acétylène par l'See also:action de l'eau sur le carbure de calcium. La production de l'ozone en petite quantité pendant l'électrolyse, et par la prétendue décharge silencieuse, a été longtemps connue, et le See also:tube d'See also:induction de See also:Siemens a été développé pour l'usage industriellement. L'ozoniseur de Siemens et de Halske, sous la forme ressemblant légèrement au vieil See also:instrument de laboratoire, est en grande partie utilisé en Allemagne; travaillant avec un courant alternatif transformé jusqu'à volts 6öo, on l'a avéré donner les grains 28o ou plus de l'ozone par heure de e. h. p.. On dit qu'E. Andreoli (dont le See also:premier brevet See also:britannique de l'ozone était le numéro 17.426 de 1891) emploie les plats et les points plats d'aluminium, et travailler avec un courant alternatif de 3000 volts obtient 1440 grains par heure d'e.h.p..

Le processus de Yarnold, à l'aide des glaces ondulées enduites d'un côté de l'See also:

or ou de toute autre feuille en métal, est énoncé pour avoir rapporté pas moins de 2700 grains par heure d'e.h.p.. L'ozone ainsi préparé a nombreux emploie, as, par exemple, en huiles de blanchissement, des cires, les tissus, &See also:amp;c., eau potable de stérilisation, mûrissant des vins, bière-tonneaux fétides de nettoyage, See also:huile d'oxydation, et dans la fabrication de la vanilline. Pour de plus amples informations les livres suivants, entre d'autres, peuvent être:Haber consultants, der de Grundriss technischen Elektrochemie (Munchen, 1898); Borchers et M'Millan, See also:fonte électrique et raffinage (Londres, 1904); E. D. Peters, principes de la fonte de cuivre (New York, 1907); F. Peters, Angewandte Elektrochemie, vols. ii. et III. (See also:Leipzig, 1900); See also:Fuseau, l'See also:art de la séparation électrolytique des métaux (Londres, 189o); See also:Blount, Elettro-Chimie See also:Pratique (Londres, 1906); See also:G. Langbein, der de Vollstandiges Handbuch galvanischen Metall-Niederschlage (Leipzig, 1903), See also:transport de l'Eng.. par W. T. Brannt (1909); A.

Watt, plaquant et électroraffinage des métaux (Londres, 1902); W. H. Wahl, See also:

guide pratique de l'or et de l'argent Electroplater, &c. (See also:Philadelphie, 1883); Wilson, stéréotypant et électrotypie (Londres); Précipitez-vous, acide sulfurique et alcali, vol. III. (Londres, 1909). En outre papiers dans divers périodiques techniques. L'aspect industriel est traité dans un rapport de Gartside, quelques centres électrochimiques (See also:Manchester, 1908), par J. N. Pring. (W. G.

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