Elektrolyzér
Elektrolýza je chemicko-fyzikálny jav rozkladu látok na prvky pomocou elektrického prúdu, ktorý sa všade používa na priemyselné účely. Na základe tejto reakcie sa vyrábajú agregáty, aby sa získal napríklad chlór alebo neželezné kovy.
Elektrolýzne zariadenie, ktoré sa skladá z platní
Vďaka neustálemu rastu cien energetických zdrojov je dopyt po iónových zariadeniach pre domáce použitie. Čo sú to za štruktúry a ako ich vyrobiť doma?
Všeobecné informácie o elektrolyzéri
Elektrolýzne zariadenie je zariadenie na elektrolýzu, ktoré vyžaduje externý zdroj energie, ktorý sa konštrukčne skladá z niekoľkých elektród, ktoré sú umiestnené v nádobe naplnenej elektrolytom. Táto inštalácia sa dá nazvať aj zariadenie na rozdeľovanie vody.
V podobných jednotkách sa produktivita považuje za kľúčový technický parameter, čo znamená objem vyrobeného vodíka za hodinu a meria sa v m3 / h. Stacionárne jednotky nesú tento parameter v názve modelu, napríklad membránová jednotka SEU-40 tvorí 40 metrov kubických za hodinu. m vodíka.
vonkajší pohľad na stacionárnu priemyselnú jednotku SEU-40
Ďalšie vlastnosti takýchto zariadení úplne závisia od zamýšľaného účelu a typu inštalácie. Napríklad pri elektrolýze vody závisí účinnosť jednotky od nasledujúcich ukazovateľov:
- Úroveň najmenšieho potenciálu elektródy (napätia). Pre dobré fungovanie jednotky by táto charakteristika mala byť v rozmedzí 1,8-2 V na platňu. Ak má napájací zdroj napätie 14 V, potom má kapacita elektrolytického článku s roztokom elektrolytu zmysel rozdeliť pláty na 7 článkov. Podobná inštalácia sa nazýva suchá bunka. Menšia hodnota nespustí elektrolýzu a vyššia hodnota výrazne zvýši spotrebu energie;
Usporiadanie dosiek v kúpeli zariadenia na elektrolýzu
- Čím menšia je vzdialenosť medzi doskovými prvkami, tým menší bude odpor, čo pri prechode veľkého prúdu vedie k zvýšeniu produkcie plynných látok;
- Povrch dosiek priamo ovplyvňuje produktivitu;
- Tepelná bilancia a stupeň koncentrácie elektrolytu;
- Materiál komponentov elektród. Zlato sa považuje za drahý, ale úžasný materiál na použitie v elektrolytických článkoch. Z dôvodu vysokých nákladov sa niekedy používa nehrdzavejúca oceľ.
Hlavná vec! V konštrukciách iného typu budú mať hodnoty rôzne parametre.
Zariadenia na elektrolýzu vody možno použiť aj na účely, ako je dekontaminácia, čistenie a hodnotenie kvality vody.
Výroba vodíka elektrolýzou vody.
Predchádzajúce16Ďalšie
Elektrolýza vody je jednou z najznámejších a najštudovanejších metód na výrobu vodíka. Poskytuje čistý produkt (99,6-99,9%H2) v jednej technologickej etape. Vo výrobných nákladoch na výrobu vodíka sú náklady na elektrickú energiu približne 85%.
Elektrolýza vody je jednou z najznámejších a najštudovanejších metód na výrobu vodíka [433]. Poskytuje čistý produkt (99,6-99,9% H2) v jednom kroku procesu. Ekonomika procesu závisí predovšetkým od nákladov na elektrinu. Vo výrobných nákladoch na výrobu vodíka sú náklady na elektrickú energiu približne 85%.
Táto metóda sa používala v mnohých krajinách s významnými zdrojmi lacnej vodnej energie.Najväčšie elektrochemické komplexy sa nachádzajú v Kanade, Indii, Egypte, Nórsku, boli však vytvorené tisíce menších inštalácií, ktoré fungujú v mnohých krajinách sveta. Táto metóda je tiež dôležitá, pretože je najuniverzálnejšia vo vzťahu k použitiu primárnych zdrojov energie. V súvislosti s rozvojom jadrovej energie je možný nový rozmach elektrolýzy vody na základe lacnej elektriny z jadrových elektrární. Zdroje moderného elektroenergetického priemyslu nie sú dostatočné na získanie vodíka ako produktu na ďalšie využitie energie. Ak sa elektrina získava z najlacnejšej atómovej energie, potom s účinnosťou procesu výroby elektriny rovnajúcim sa 40% (v prípade rýchlo množiacich sa reaktorov) a účinnosťou procesu získavania vodíka elektrolýzou dokonca 80%, celkový účinnosť procesu elektrolýzy bude 0,8-0,4 = 0,32 alebo 32%. Ďalej, ak predpokladáme, že elektrina predstavuje 25% celkovej výroby energie a 40% elektriny sa spotrebuje na elektrolýzu, potom bude príspevok tohto zdroja k celkovej dodávke energie najlepšie 0,25XX 0,4-0,32 = 0,032, príp. 3, 2%. Preto je možné v prísne obmedzených rámcoch uvažovať o elektrolýze vody ako o metóde výroby vodíka na zásobovanie energiou. Ako metóda výroby vodíka pre chemický a metalurgický priemysel by však mala byť technologicky vyzbrojená, pretože za určitých ekonomických podmienok sa môže používať v priemyselnom meradle veľkého rozsahu.
Elektrolýzu je možné úspešne použiť vo vodných elektrárňach alebo v prípadoch, keď majú tepelné a jadrové elektrárne nadmernú kapacitu a výroba vodíka je prostriedkom na využitie, uskladnenie a uskladnenie energie. Na tento účel je možné použiť výkonné elektrolyzéry s kapacitou až 1 milión m3 vodíka za deň. Vo veľkej elektrárni na elektrolýzu vody s kapacitou 450 t / deň a vyššou sa dá spotreba energie na 1 m3 vodíka zvýšiť na 4–4,5 kWh. Pri takejto spotrebe energie v mnohých energetických situáciách sa elektrolýza vody, aj za moderných podmienok, môže stať konkurenčnou metódou výroby vodíka [435].
Elektrochemická metóda výroby vodíka z vody má nasledujúce pozitívne vlastnosti: 1) vysoká čistota vyrobeného vodíka - až 99,99% a vyššia; 2) jednoduchosť technologického procesu, jeho kontinuita, možnosť najkompletnejšej automatizácie, absencia pohyblivých častí v elektrolytickom článku; 3) možnosť získať najcennejšie vedľajšie produkty - ťažkú vodu a kyslík; 4) všeobecne dostupná a nevyčerpateľná surovina - voda; 5) flexibilita procesu a možnosť výroby vodíka priamo pod tlakom; 6) fyzikálna separácia vodíka a kyslíka v samotnom procese elektrolýzy.
Pri všetkých procesoch výroby vodíka rozklad vody spôsobí ako vedľajšie produkty značné množstvo kyslíka. To poskytne nové stimuly pre jeho aplikáciu. Nájde si svoje miesto nielen ako urýchľovač technologických procesov, ale aj ako nenahraditeľný čistič a zdravšie nádrže a priemyselné odpadové vody. Tento rozsah použitia kyslíka je možné rozšíriť na atmosféru, pôdu, vodu. Spaľovanie rastúceho množstva komunálneho odpadu v kyslíku by mohlo vyriešiť problém tuhého odpadu vo veľkých mestách.
Ešte cennejším vedľajším produktom elektrolýzy vody je ťažká voda, dobrý moderátor neutrónov v jadrových reaktoroch. Ťažká voda sa navyše používa ako surovina na výrobu deutéria, ktoré je zase surovinou pre termonukleárnu energetiku.
Elektrolytický rozklad vody.
2 H2O = 2 H2 + O2
Čistá voda prakticky nevedie prúd, preto sa do nej pridávajú elektrolyty (zvyčajne KOH). Počas elektrolýzy sa vodík uvoľňuje na katóde.Na anóde sa uvoľní ekvivalentné množstvo kyslíka, ktorý je teda pri tejto metóde vedľajším produktom.
Vodík vyrobený elektrolýzou je veľmi čistý, okrem prímesi malého množstva kyslíka, ktorý sa dá ľahko odstrániť vedením plynu cez vhodné katalyzátory, napríklad cez mierne zohriate paládium na azbeste. Preto sa používa ako na hydrogenáciu tukov, tak aj na ďalšie procesy katalytickej hydrogenácie. Vodík vyrobený touto metódou je dosť drahý.
Predchádzajúce16Ďalšie
Dátum pridania: 26.10.2016; zobrazenia: 13219; OBJEDNAŤ PÍSACIE PRÁCE
Podobné články:
Princíp práce a typy elektrolyzéra
Veľmi jednoduché zariadenie má elektrolyzéry, ktoré rozdeľujú vodu na kyslík a vodík. Pozostávajú z nádoby s elektrolytom, v ktorej sú umiestnené elektródy, spojené so zdrojom energie.
Dizajn najjednoduchšieho zariadenia na elektrolýzu
Princíp činnosti zariadenia na elektrolýzu spočíva v tom, že elektrický prúd prechádzajúci elektrolytom má napätie dostatočné na rozloženie vody na molekuly. Výsledkom tohto procesu je, že anóda uvoľňuje jednu časť kyslíka a katóda vytvára dve časti vodíka.
Dezinfekcia vody priamou elektrolýzou
Čo je priama elektrolýza vody?
Prechod elektrického prúdu upravenou vodou je sprevádzaný radom elektrochemických reakcií, v dôsledku ktorých vo vode vznikajú nové látky a mení sa štruktúra intermolekulárnych interakcií. Pri priamej elektrolýze vody sa syntetizujú oxidanty - kyslík, ozón, peroxid vodíka atď. Vo vode sa navyše vytvára zvyškový chlór aj pri veľmi nízkom obsahu chloridov, čo je veľmi dôležité pre dlhodobý účinok dezinfekcie vody .
Teória procesu elektrolýzy vody
V zjednodušenej forme priama elektrolýza vody pozostáva z niekoľkých procesov.
1) Elektrochemický proces.
Vo vode (H2O) sú paralelne umiestnené dve platne (elektródy): anóda a katóda. Jednosmerné napätie privedené na elektródy vedie k elektrolýze vody.
Anóda produkuje kyslík: 2H2O → O2 + 4H + + 4e− (voda je okyslená).
Na katóde sa vytvára vodík: 2H2O + 2e− → H2 + 2OH− (voda sa zalkalizuje).
Množstvo generovaného vodíka je zanedbateľné a nie je veľkým problémom.
Použitie špeciálnych elektród umožňuje výrobu ozónu a peroxidu vodíka z vody.
Anóda produkuje ozón: 3H2O → O3 + 6e + 6H + (voda je okyslená).
Na katóde - peroxid vodíka: O2 + 2H2O + 2e− → H2O2 + 2OH– (voda je alkalizovaná).
Čerstvá prírodná (nedestilovaná) voda vždy obsahuje minerálne soli - sírany, uhličitany, chloridy. Na získanie chlóru pre dlhodobý účinok dezinfekcie vody sú zaujímavé iba chloridy. Vo vode ich zastupuje hlavne chlorid sodný (NaCl), chlorid vápenatý (CaCl) a chlorid draselný (KCl).
Na príklade chloridu sodného bude reakcia tvorby chlóru elektrolýzou nasledovná.
Soľ rozpustená vo vode: 2NaCl + H2O → 2Na + + 2Cl– + 2H2O
Počas elektrolýzy vzniká na anóde chlór: 2Cl– → Cl2+ 2e– (voda je okyslená).
A na katóde sa vytvorí hydroxid sodný: Na + + OH– → NaOH (voda sa zalkalizuje).
Táto reakcia je krátkodobá, pretože všetok chlór produkovaný na anóde sa rýchlo spotrebuje na vytvorenie chlórnan sodný: Cl2 + 2NaOH → H2 + 2NaOCl.
Podobné elektrolýzne reakcie prebiehajú s chloridmi vápenatými a draselnými.
V dôsledku elektrolýzy čerstvej vody teda vzniká zmes silných oxidantov: kyslík + ozón + peroxid vodíka + chlórnan sodný.
2) Elektromagnetický proces.
Molekula vody je malý dipól obsahujúci kladné (zo strany vodíka) a negatívne (zo strany kyslíka) náboje na póloch.V elektromagnetickom poli je vodíková časť molekuly vody priťahovaná ku katóde a kyslíková časť k anóde. To vedie k oslabeniu až roztrhnutiu vodíkových väzieb v molekule vody. Oslabenie vodíkových väzieb podporuje tvorbu atómového kyslíka. Prítomnosť atómového kyslíka vo vode pomáha znižovať tvrdosť vody. Vápnik je vždy prítomný v bežnej vode. Ióny Ca + sú oxidované atómovým kyslíkom: Ca + + O → CaO. Oxid vápenatý v kombinácii s vodou vytvára hydrát oxidu vápenatého: CaO + H2O → Ca (OH) 2. Hydrát oxidu vápenatého je silná zásada, ľahko rozpustná vo vode. Podobné procesy sa vyskytujú aj pri iných prvkoch tvrdosti vody.
3) Kavitačné procesy.
V dôsledku elektrochemického a elektromagnetického procesu vznikajú mikroskopické plynové bubliny kyslíka a vodíka. V blízkosti povrchu elektród sa objaví belavý mrak, ktorý sa skladá z vystupujúcich bublín. Bubliny sa nechávajú unášať prúdom vody a pohybujú sa do oblasti, kde je rýchlosť prúdenia nižšia a vyšší tlak, a tie sa zrútia vysokou rýchlosťou.
Okamžité zrútenie bubliny uvoľní ohromnú energiu, ktorá zničí vodnú stenu bubliny, t.j. molekuly vody. Dôsledkom zničenia molekuly vody je tvorba iónov vodíka a kyslíka, atómových častíc vodíka a kyslíka, molekúl vodíka a kyslíka, hydroxylov a iných látok.
Uvedené procesy prispievajú k tvorbe hlavného oxidačného činidla - atómového kyslíka.
V čom spočíva jedinečnosť priamej elektrolýzy vody?
Dezinfekcia vody priamou elektrolýzou je typ oxidačného spracovania vody, ale zásadne sa líši od bežných dezinfekčných metód tým, že sa oxidanty vyrábajú zo samotnej vody a nie sú privádzané zvonku a po splnení svojej funkcie prechádzajú do predchádzajúci stav. Účinnosť dezinfekcie vody priamou elektrolýzou je v porovnaní s chemickými metódami niekoľkonásobne vyššia. Priama elektrolýza vody podporuje odstránenie farby, sírovodík, amoniak zdroj vody. Priama elektrolýza nevyžaduje dávkovacie pumpy ani činidlá.
Chlór, nevyhnutný na zabránenie sekundárnej bakteriálnej kontaminácie vody v distribučných sieťach, sa aktivuje z prírodných minerálnych solí vo vode prechádzajúcej elektrolyzérom a okamžite sa v nej rozpúšťa. Priama elektrolýza rozkladá chloramíny a premieňa ich na dusík a soľ.
Zdroj
Zdieľať na sociálnych sieťach:
Odporúčame tiež prečítať si:
Antioxidanty Potraviny s vysokými antioxidačnými vlastnosťami.
Porovnanie ionizátorov vody Panasonic TK-HS91 a Fujiiryoki FWH-6000
Vodíková voda a reaktívne formy kyslíka
Posledné články na blogu
Technológie skladovania alkalickej vody FUJIIRYOKI Čistenie komory ionizátora vody Priama elektrolýza je dôležité vedieť! Úplné pochopenie doštičiek v ionizátoroch vody Je počet doštičiek v ionizátoroch vody dôležitý?
Typy elektrolyzérov
Zariadenia na štiepenie vody sú týchto typov:
Takéto elektrolyzéry majú najprimitívnejší dizajn (obrázok vyššie). Vyznačujú sa vlastnosťou, že manipulácia s počtom článkov vám dá príležitosť napájať zariadenie zo zdroja akýmkoľvek napätím.
Plynulý pohľad
Tieto inštalácie majú vo svojom vlastnom dizajne vaňu kompletne naplnenú elektrolytom s elektródovými prvkami a zásobníkom.
Zariadenie konvenčného prietokového elektrolyzéra, kde A je kúpeľ s elektródami, D je nádrž, B, E sú rúrky, C je výstupný ventil.
Princíp činnosti zariadenia na prietokovú elektrolýzu je nasledovný (na obrázku vyššie):
- pri úniku elektrolýzy sa elektrolyt vytláča súčasne s plynom cez potrubie „B“ do nádrže „D“;
- v nádrži "D" proces separácie plynov z prúdov elektrolytu;
- plyn vystupuje cez ventil „C“;
- roztok elektrolytu prúdi späť cez trubicu „E“ do kúpeľa „A“.
Zaujímavé vedieť. Tento pracovný princíp je stanovený v určitých invertorových strojoch - spaľovanie uvoľneného plynu umožňuje zváranie častí.
Membránový pohľad
Membránové zariadenie na elektrolýzu má rovnaký dizajn ako iné elektrolyzéry, ale elektrolyt je tuhá látka na báze polyméru, ktorá sa nazýva membránové tkanivo.
Dizajn membránových buniek
Membránové tkanivo v takýchto agregátoch má dvojaký účel - prenos iónov a protónov, zónovanie elektród a produktov elektrolýzy.
Pohľad na bránicu
Ak jedna látka nemôže preniknúť a ovplyvniť druhú, použije sa pórovitá membrána, ktorá môže byť vyrobená zo skla, polymérových vlákien, keramiky alebo azbestového materiálu.
Zariadenie membránového elektrolyzéra, kde 1 je výstup kyslíka, 2 je banka, 3 je výstup vodíka, 4 je anóda, 5 je katóda, 6 je membrána.
Alkalické
Elektrolýza nemôže prebiehať v destilovanej vode. V takýchto variantoch je potrebné použiť katalyzátory, ktoré sú alkalickými roztokmi vysokej koncentrácie. Na základe toho možno značnú časť iónových prístrojov nazvať alkalickými.
Hlavná vec! Je potrebné poznamenať, že použitie soli ako katalyzátora je škodlivé, pretože plynný chlór sa uvoľňuje v priebehu reakcie. Hydroxid sodný spravidla funguje ako vynikajúci katalyzátor, ktorý nekoroduje kovové elektródy a neprispieva k uvoľňovaniu škodlivých látok.
Samostatne vyrobený elektrolyzér
Každý si môže vyrobiť elektrolyzér vlastnými rukami. Pre montážny proces najbežnejšieho dizajnu budú potrebné tieto materiály:
- plech z nehrdzavejúcej ocele (najlepšie možnosti sú zahraničné AISI 316L alebo naše 03X16H15M3);
- skrutky М6х150;
- podložky a matice;
- priehľadná trubica - môžete použiť vodováhu, ktorá sa používa na stavebné účely;
- niekoľko tvaroviek z rybej kosti s vonkajším priemerom 8 mm;
- plastová nádoba s objemom 1,5 litra;
- malý filter filtrujúci vodu z vodovodu, napríklad filter pre práčky;
- spätný vodný ventil.
Montážny proces
Zozbierajte elektrolyzér vlastnými rukami podľa nasledujúcich pokynov:
- Najskôr je potrebné označiť a následné pílenie plechu z nehrdzavejúcej ocele na rovnaké štvorce. Pílenie je možné vykonať pomocou uhlovej brúsky (uhlová brúska). Jeden z rohov na takýchto štvorcoch musí byť šikmo prerezaný, aby sa platne správne zaistili;
- Ďalej musíte urobiť otvor pre skrutku na bočnej strane dosky naproti rezu rohovej pílky;
- Pripojenie dosiek by sa malo vykonať postupne: jedna doska na "+", ďalšia na "-" a tak ďalej;
- Medzi rôzne nabitými platňami by mal byť izolátor, ktorý funguje ako trubica z vodováhy. Mal by byť nakrájaný na krúžky, ktoré by mali byť pozdĺžne rozrezané, aby sa získali pruhy s hrúbkou 1 mm. Táto vzdialenosť medzi doskami je dostatočná na dobrý vývoj plynu počas elektrolýzy;
- Dosky sú k sebe pripevnené pomocou podložiek nasledujúcim spôsobom: na skrutku sedí podložka, potom doska, potom tri podložky, po doske atď. Dosky, priaznivo nabité, sú umiestnené v zrkadlovom obraze negatívne nabitých listov. To umožňuje zabrániť tomu, aby sa pílené hrany dotýkali elektród;
Dosky zariadenia na elektrolýzu sa spojili
- Pri zostavovaní dosiek by ste ich mali súčasne izolovať a dotiahnuť matice;
- Každá platňa musí byť tiež krúžkovaná, aby sa zabezpečilo, že nedošlo ku skratu;
- Ďalej musí byť celá zostava umiestnená v plastovej krabici;
- Potom stojí za to zvýrazniť miesta, kde sa skrutky dotýkajú stien nádoby, kde vyvŕtate dva otvory. Ak sa skrutky nezmestia do nádoby, je potrebné ich rezať pilkou na kov;
- Potom sa skrutky utiahnu maticami a podložkami kvôli tesnosti konštrukcie;
Dosky umiestnené v plastovej nádobe
- Po vykonaných krokoch budete musieť urobiť otvory vo veku nádoby a vložiť do nich armatúry. Nepriepustnosť je v tomto prípade možné zabezpečiť utesnením spojov tmelmi na báze silikónu;
- Poistný ventil a filter v konštrukcii sú umiestnené na výstupe z plynu a slúžia ako prostriedok na riadenie nadmerného hromadenia plynu, ktoré môže viesť k zlým výsledkom;
- Elektrolýzna jednotka je zmontovaná.
Poslednou fázou je test, ktorý sa vykonáva podobným spôsobom:
- naplnenie nádoby vodou až po značku skrutiek pre spojovacie prvky;
- pripojenie napájania k zariadeniu;
- pripojenie k tvarovke rúry, ktorej opačný koniec je spustený do vody.
Ak je do zariadenia privádzaný slabý prúd, potom bude uvoľňovanie plynu cez trubicu takmer nepostrehnuteľné, ale bude možné ho sledovať z vnútra elektrolyzéra. Zvýšením striedavého prúdu a pridaním alkalického katalyzátora do vody je možné významne zvýšiť výťažok plynnej látky.
Vyrobený elektrolyzér je spravidla dôležitou súčasťou mnohých zariadení, napríklad vodíkovým horákom.
vzhľad vodíkového horáka, ktorého základ sa považuje za svojpomocne vyrobený elektrolyzér
Ak poznáte typy, kľúčové vlastnosti, zariadenie a princíp práce iónových inštalácií, môžete vykonať správnu montáž domácej konštrukcie, ktorá je vynikajúcim pomocníkom v rôznych každodenných situáciách: od zvárania a znižovania spotreby paliva motorových vozidiel po fungovanie vykurovacích systémov.
Vykonajte elektrolyzér vlastnými rukami
Určite ste oboznámení s procesom elektrolýzy z učebných osnov základnej školy. To je vtedy, keď sú do vody pod prúdom umiestnené 2 polárne elektródy, aby sa získali kovy alebo nekovy v čistej forme. Na rozloženie molekúl vody na kyslík a vodík je potrebný elektrolyzér. Elektrolyzér ako súčasť vedeckých mechanizmov rozdeľuje molekuly na ióny.
Existujú dva typy tohto zariadenia:
- Suchý elektrolyzér (toto je úplne uzavretý článok);
- Mokrý elektrolyzér (sú to dve kovové platne umiestnené v nádobe s vodou).
Toto zariadenie je z hľadiska zariadenia jednoduché, čo umožňuje používajte aj doma... Elektrolyzéry rozdeľujú elektrolýzne náboje atómov molekúl na nabité atómy.
V našom prípade rozdeľuje vodu na pozitívny vodík a negatívny kyslík. Na to je potrebné veľké množstvo energie a na zníženie potrebného množstva energie sa použije katalyzátor.
Voda namiesto benzínu: elektrolýza je technológia budúcnosti
Demonštrácie predviedli profesor Michael Laughton, dekan inžinierstva na Queen Mary College v Londýne, admirál Sir Anthony Griffin, bývalý veliteľ britského námorníctva, a Dr. Keith Hindley, anglický výskumný chemik. Mayerov článok, ktorý doma vyrobil vynálezca v Grove City v štáte Ohio, produkoval oveľa viac zmesi vodíka a kyslíka, ako by sa dalo od jednoduchej elektrolýzy očakávať.
Zatiaľ čo bežná elektrolýza vody vyžaduje prúd meraný v ampéroch, Mayerov článok produkuje rovnaký účinok aj pri miliampéroch. Bežná voda z vodovodu navyše vyžaduje pridanie elektrolytu, ako je kyselina sírová, aby sa zvýšila vodivosť, Mayerov článok pracuje s obrovskou kapacitou s čistou vodou.
Podľa očitých svedkov bolo najvýraznejším aspektom Mayerovej klietky to, že zostala chladná aj po hodinách výroby plynu.
Mayerove experimenty, ktoré považoval za uskutočniteľné na patentovanie, získali sériu amerických patentov predložených podľa oddielu 101. Predloženie patentu podľa tohto oddielu závisí od úspešného preukázania vynálezu Výboru pre preskúmanie patentov.
Mayerov článok má veľa spoločného s elektrolytickým článkom, až na to, že pri vysokom potenciáli a nízkom prúde funguje lepšie ako iné metódy. Konštrukcia je jednoduchá.Elektródy - odvolávajúce sa na Mayer’s - sú vyrobené z rovnobežných dosiek z nehrdzavejúcej ocele, ktoré majú plochý alebo koncentrický tvar. Výstup plynu je nepriamo úmerný vzdialenosti medzi nimi, 1,5 mm vzdialenosť navrhovaná patentom poskytuje dobrý výsledok.
Významné rozdiely spočívajú vo výžive bunky. Mayer používa na vytvorenie paralelného rezonančného obvodu externú indukčnosť, ktorá osciluje s kapacitou bunky - zdá sa, že čistá voda má dielektrickú konštantu asi 5 -.
Je budený výkonným impulzným generátorom, ktorý spolu s kapacitou bunky a usmerňovacou diódou tvoria čerpací obvod. Vysoká frekvencia impulzov vytvára postupný vzrastajúci potenciál na elektródach článku, až kým sa nedosiahne bod, v ktorom sa molekula vody rozpadne a dôjde ku krátkemu prúdovému impulzu. Obvody na meranie napájacieho prúdu detegujú tento náraz a na niekoľko cyklov vypnú zdroj impulzov, aby sa mohla voda zotaviť.
Chemik pre výskum Keith Hindley ponúka nasledujúci popis demonštrácie Mayerovho článku: „Po celodenných prezentáciách bol Griffinov výbor svedkom mnohých dôležitých vlastností WFC (vodný palivový článok, ako ho vynálezca nazval).
Skupina nezávislých britských vedeckých pozorovateľov potvrdila, že americký vynálezca Stanley Mayer úspešne rozkladá obyčajnú vodu z vodovodu na svoje základné prvky kombináciou vysokonapäťových impulzov s priemernou spotrebou prúdu iba miliampérov. Fixný výstup plynu bol dostatočný na to, aby ukázal plameň vodík-kyslík, ktorý okamžite roztavil oceľ.
V porovnaní s klasickou silnoprúdovou elektrolýzou očití svedkovia tvrdili, že nedošlo k zahrievaniu článku. Mayer odmietol komentovať podrobnosti, ktoré by vedcom umožnili reprodukovať a vyhodnotiť jeho „vodný článok“. Americkému patentovému úradu však predložil dostatočne podrobný popis, aby ich presvedčil, že môže svoju prihlášku vynálezu podložiť.
Jeden demonštračný článok bol vybavený dvoma paralelnými budiacimi elektródami. Po naplnení vodou z vodovodu elektródy generovali plyn na veľmi nízkych úrovniach prúdu - nie viac ako desatiny ampéra a dokonca aj v miliampéroch, ako tvrdí Mayer -, výstup plynu sa zvyšoval, keď sa elektródy približovali a znižovali, keď sa vzďaľovali. Potenciál v impulze dosiahol desaťtisíce voltov.
Druhý článok obsahoval 9 článkov s dvojitými rúrkami z nehrdzavejúcej ocele a produkoval oveľa viac plynu. Boli urobené série fotografií, ktoré ukazujú produkciu plynu v miliampéroch. Keď bolo napätie privedené na svoju hranicu, plyn sa uvoľnil vo veľmi pôsobivom množstve.
"Všimli sme si, že voda na vrchu článku pomaly začala prechádzať zo svetlo krémovej do tmavohnedej farby. Sme si takmer istí účinkom chlóru vo vysoko chlórovanej vode z vodovodu na nehrdzavejúcu rúrku používanú na excitáciu."
Predviedol výrobu plynu v miliampéroch a kilovoltoch.
„Najpozoruhodnejším pozorovaním je, že WFC a všetky jeho kovové rúrky zostali na dotyk úplne studené, a to aj po viac ako 20 minútach prevádzky. Mechanizmus štiepenia molekúl vyvíja extrémne málo tepla v porovnaní s elektrolýzou, pri ktorej sa elektrolyt rýchlo zahrieva. ““
Výsledok umožňuje uvažovať o efektívnej a kontrolovateľnej produkcii plynu, ktorá sa rýchlo objaví a jej prevádzka je bezpečná. Jasne sme videli, ako sa zvyšovanie a znižovanie kapacity využíva na riadenie výroby plynu. Videli sme, ako sa prietok plynu zastavil a znova spustil, keď sa vyplo a znova zaplo vstupné napätie. “
"Po hodinách diskusií medzi sebou sme dospeli k záveru, že Steve Mayer prišiel s vynájdením úplne novej metódy rozkladu vody, ktorá vykazuje niektoré znaky klasickej elektrolýzy." Potvrdzuje to skutočnosť, že jeho skutočne pracujúce zariadenia prevzaté z jeho zbierky sú certifikované americkými patentmi na rôzne časti systému WFC. Pretože prístroje zahrnuté v patentoch boli predložené podľa oddielu 101 Patentového úradu USA, experimentálne ich overili experti z Patentového úradu USA, ich druhí prieskumoví pracovníci a boli stanovené všetky prihlášky. “
„Hlavné WFC prešlo trojročnou skúškou. To zvýšilo udelené patenty na úroveň nezávislých, kritických, vedeckých a technických dôkazov, že zariadenia skutočne fungujú tak, ako je opísané. ““
Praktická ukážka Mayerovej bunky je podstatne presvedčivejšia ako pseudovedecký žargón, ktorý sa používa na jej vysvetlenie. Vynálezca osobne hovoril o skreslení a polarizácii molekuly vody, čo viedlo k nezávislému prerušeniu väzby pod vplyvom gradientu elektrického poľa, rezonancie v molekule, čo zvyšuje účinok.
Okrem hojného vývoja kyslíka a vodíka a minimálneho ohrevu bunky očití svedkovia tiež tvrdia, že voda vo vnútri bunky rýchlo mizne a prechádza do jej základných častí vo forme aerosólu z veľkého množstva malých bubliniek pokrývajúcich povrch bunka.
Mayer uviedol, že posledné 4 roky prevádzkoval prevodník vodík-kyslík pomocou reťaze 6 valcových článkov.
Vytvárame zariadenie vlastnými rukami
Zariadenie na tento proces je možné vykonať ručne.
Na to budete potrebovať:
- Plech z nehrdzavejúcej ocele;
- Skrutky M6 x 150;
- Podložky;
- Orechy;
- Priehľadná trubica;
- Spojovacie prvky so závitom na oboch stranách;
- Jeden a pol litrová plastová nádoba;
- Vodný filter;
- Spätný ventil na prítomnosť vody.
Vynikajúcou voľbou pre nehrdzavejúcu oceľ je AISI 316L zahraničného výrobcu alebo 03X16H15M3 výrobcu z našej krajiny. Nie je absolútne potrebné kupovať nehrdzavejúcu oceľ, môžete si vziať starú. Stačí vám 50 až 50 centimetrov.
„Prečo brať samotnú nehrdzavejúcu oceľ?“ - pýtaš sa. Pretože najbežnejší kov bude korodovať. Nerezová oceľ lepšie znáša alkálie. Mal by obrys listu tak, aby sa rozdelil na 16 podobných štvorcov... Môžete ho rezať pomocou uhlovej brúsky. V každom štvorci vyrežte jeden z rohov.
Na druhej strane a protiľahlom rohu z odpíleného rohu vyvŕtajte otvor pre skrutku, ktorá pomôže držať platne pohromade. Elektrolyzér neprestáva fungovať takto:t dosková elektrina prúdi na dosku - a voda sa rozkladá na kyslík a vodík. Vďaka tomu potrebujeme dobrý a negatívny tanier.
Dosky musia byť spojené striedavo: plus-mínus-plus-mínus, pri podobnej metóde bude silný prúd. Na izoláciu dosiek jedna od druhej sa používa rúrka. Z úrovne je vyrezaný krúžok. Jeho rozrezaním získame pás hrúbky milimetra. Táto vzdialenosť je správnejšia na výrobu plynu.
Dosky sú navzájom spojené s podložkami: na skrutku nasadíme podložku, potom dosku a tri podložky, potom opäť dosku a podobne. Plusom a mínusom musí byť vysadených osem tanierov. Ak je všetko vykonané správne, potom sa rezy dosiek nedotknú elektród.
Potom musíte dotiahnuť matice a izolovať platne. Potom umiestnime konštrukciu do plastovej nádoby.
Výroba vodíka v domácnosti
Vysokoteplotné metódy výroby vodíka doma nie sú použiteľné. Najčastejšie sa tu používa elektrolýza vody.
Výber elektrolyzéra
Na získanie prvku domu potrebujete špeciálny prístroj - elektrolyzér.Na trhu existuje veľa možností pre takéto zariadenie, prístroje ponúkajú známe technologické korporácie aj malí výrobcovia. Značkové jednotky sú nákladnejšie, ale kvalita ich zostavenia je vyššia.
Domáci spotrebič je malý a ľahko použiteľný. Jeho hlavné podrobnosti sú:
Elektrolyzér - čo to je
- reformátor;
- čistiaci systém;
- palivové články;
- kompresorové zariadenie;
- nádoba na skladovanie vodíka.
Jednoduchá voda z vodovodu sa berie ako surovina a elektrina pochádza z bežnej zásuvky. Solárne jednotky šetria elektrickú energiu.
Domáci vodík sa používa v systémoch kúrenia alebo varenia. A tiež obohacujú zmes paliva a vzduchu s cieľom zvýšiť výkon motorov automobilu.
Výroba prístroja vlastnými rukami
Je ešte lacnejšie vyrobiť si zariadenie doma. Suchý článok vyzerá ako uzavretá nádoba, ktorá sa skladá z dvoch elektródových dosiek v nádobe s elektrolytickým roztokom. World Wide Web ponúka rôzne montážne schémy pre zariadenia rôznych modelov:
- s dvoma filtrami;
- s horným alebo spodným usporiadaním nádoby;
- s dvoma alebo tromi ventilmi;
- s pozinkovanou doskou;
- na elektródy.
Schéma zariadenia na elektrolýzu
Nie je ťažké vytvoriť jednoduché zariadenie na výrobu vodíka. Bude to vyžadovať:
- plech z nehrdzavejúcej ocele;
- priehľadná trubica;
- armatúry;
- plastová nádoba (1,5 l);
- vodný filter a spätný ventil.
Zariadenie jednoduchého zariadenia na výrobu vodíka
Okrem toho bude potrebný rôzny hardvér: matice, podložky, skrutky. Prvým krokom je rozrezanie hárku na 16 štvorcových priečinkov, z každého z nich odrezať roh. V opačnom rohu od neho musíte vyvŕtať otvor na zaskrutkovanie dosiek. Aby sa zabezpečil konštantný prúd, musia byť platne pripojené podľa schémy plus - mínus - plus - mínus. Tieto časti sú navzájom izolované rúrkou a pri spojení pomocou skrutky a podložiek (tri kusy medzi doskami). 8 platní je umiestnených na plus a mínus.
Po správnom zostavení sa rebrá platní nedotknú elektród. Zostavené diely sa spustia do plastovej nádoby. V mieste, kde sa steny dotýkajú, sú pomocou skrutiek urobené dva montážne otvory. Namontujte poistný ventil na odstránenie prebytočného plynu. Vo veku nádoby sú pripevnené tvarovky a švy utesnené silikónom.
Testovanie prístroja
Ak chcete zariadenie otestovať, vykonajte niekoľko akcií:
Schéma výroby vodíka
- Naplňte tekutinou.
- Kryt s vekom, pripojte jeden koniec rúrky k armatúre.
- Druhá je ponorená do vody.
- Pripojte k zdroju napájania.
Po pripojení zariadenia k zásuvke bude po niekoľkých sekundách zreteľný proces elektrolýzy a zrážanie.
Čistá voda nemá dobrú elektrickú vodivosť. Aby ste zlepšili tento indikátor, musíte pripraviť elektrolytický roztok pridaním hydroxidu alkalického kovu - hydroxidu sodného. Nachádza sa v zlúčeninách na čistenie rúr, ako je krtek.
Ladenie a testovanie zariadenia
Potom je potrebné určiť, kde sa skrutky dotýkajú stien skrinky, a na týchto miestach vyvŕtať dva otvory. Ak sa bez zjavného dôvodu ukáže, že skrutky nezapadajú do nádoby, mali by narezať a dotiahnuť na utiahnutie maticami... Teraz musíte vyvŕtať kryt a zasunúť tam závitové spojky z oboch strán. Aby sa zabezpečila nepriepustnosť, mal by byť spoj utesnený tmelom na báze silikónu.
Po zostavení vlastného elektrolyzéra vlastnými rukami by ste ho mali vyskúšať. Za týmto účelom pripojte zariadenie k zdroju napájania, naplňte ho vodou po skrutky, nasaďte viečko pripojením hadice k armatúre a spustením opačného konca hadice do vody. Ak je prúd slabý, bude prúd viditeľný zvnútra elektrolyzéra.
Postupne zvyšujte prúd vo vašom domácom spotrebiči. Destilovaná voda nevedie dobre elektrinu, pretože neobsahuje žiadne soli ani nečistoty.Na prípravu elektrolytu je potrebné do vody pridať zásadu. Aby ste to dosiahli, musíte si vziať hydroxid sodný (obsiahnutý v prostriedkoch na čistenie rúrok, ako je "Mole"). Aby sa zabránilo hromadeniu slušného množstva plynu, je potrebný poistný ventil.
- Ako katalyzátor je lepšie použiť destilovanú vodu a sódu.
- Niektorú sódu bikarbónu by ste mali zmiešať so štyridsať dielmi vody. Steny po stranách sú najlepšie z akrylového skla.
- Elektródy sú najlepšie vyrobené z nehrdzavejúcej ocele. Má zmysel používať zlato na taniere.
- Na podloženie použite priesvitné PVC. Môžu mať veľkosť 200 x 160 milimetrov.
- Na varenie jedla môžete na dokonalé spaľovanie benzínu v automobiloch a vo väčšine prípadov použiť svoj vlastný elektrolyzér.
Suché elektrolyzéry sa používajú hlavne pre stroje. Generátor zvyšuje výkon spaľovacieho motora. Vodík sa vznieti oveľa rýchlejšie ako kvapalné palivo, čím sa zvýši sila piestu. Okrem Krtka si môžete vziať Mister Muscle, lúh sodný, sódu bikarbónu.
Generátor nefunguje na pitnú vodu. Je lepšie pripojiť elektrinu takto: prvá a posledná doska - mínus a na doske uprostred - plus. Čím väčšia je plocha platne a čím silnejší je prúd, tým viac plynu sa uvoľní.
Domáca elektrolýza si urobte sami
Keď som bol malý, vždy som chcel niečo robiť sám, vlastnými rukami. Ale rodičia (a ďalší blízki ľudia) to vo väčšine prípadov nedovolili. A nevidel som vtedy (a doteraz nevidím) nič zlé, keď sa malé deti chcú učiť ??
Tento článok som samozrejme nenapísal preto, aby som si pripomenul zážitky z detstva v túžbe začať sebavzdelávanie. Len tak náhodou, keď som sa túlal na otvet.mail.ru, narazil som na otázku tohto druhu. Nejaký malý chlapec z bombardéra sa pýtal, ako sa robí elektrolýza doma. Je pravda, že som mu neodpovedal, pretože tento chlapec chcel elektrolyzovať bolestivo podozrivú zmes ?? Rozhodol som sa, že už z hriechu nepoviem ďalej, nech sa pozriem do kníh sám. Ale nie je to tak dávno, čo som opäť putoval po fórach, videl som podobnú otázku od učiteľa na chemickej škole. Podľa popisu je jeho škola taká zlá, že si nemôže (nechce) kúpiť elektrolyzér za 300 rubľov. Učiteľ (aký problém!) Nenašiel východisko zo situácie. Tak som mu pomohol. Pre tých, ktorí sú zvedaví na tento druh domácich výrobkov, uverejňujem tento článok na webe.
V skutočnosti je výrobný proces a použitie našej vlastnej palety veľmi primitívne. Ale najskôr vám poviem o bezpečnosti a o výrobe až potom. Ide o to, že hovoríme o demonštračnom elektrolyzéri, a nie o priemyselnom závode. Vďaka tomu bude kvôli bezpečnosti dobré napájať ho nie zo siete, ale z AA batérií alebo z batérie. Prirodzene, čím vyššie napätie, tým rýchlejšie bude proces elektrolýzy prebiehať. Avšak na vizuálne pozorovanie plynových bublín je to celkom dosť 6 V, ale 220 je už nadmerných. s takýmto napätím bude voda napríklad vrieť najrýchlejšie a to nie je veľmi bezpečné ... No, myslím, že ste prišli na napätie?
Teraz si povieme, kde a za akých podmienok budeme experimentovať. Úplne prvá vec by to mal byť buď voľný priestor, alebo dobre vetraná miestnosť. Aj keď som všetko robil v byte so zatvorenými oknami a nič podobné? Po druhé, experiment sa najlepšie uskutoční na dobrom stole. Slovo „dobrý“ znamená, že stôl musí byť stabilný a lepšie ťažký, tuhý a pripevnený k povrchu podlahy. V takom prípade musí byť poťah stola odolný voči agresívnym látkam. Mimochodom, dlaždice z dlaždice je na to ideálna (aj keď nie každá, bohužiaľ). Takáto tabuľka sa bude hodiť nielen pre tento zážitok.Všetko som však robil na obyčajnej stoličke ?? Po tretie, počas experimentu nemusíte presúvať zdroj energie (v mojom prípade batérie). Z tohto dôvodu je kvôli spoľahlivosti najlepšie okamžite položiť ich na stôl a zafixovať ich tak, aby sa nepohli. Verte mi, že je to pohodlnejšie ako ich pravidelné držanie rukami. K prvému tvrdému predmetu, ktorý som uvidel, som si jednoducho pripevnil elektrickou páskou vlastné batérie. Po štvrté, jedlá, v ktorých začneme experimentovať, nech sú malé. Jednoduché sklo sa hodí alebo panák. Mimochodom, toto je najoptimálnejší spôsob použitia okuliarov doma, na rozdiel od nalievania alkoholu do nich ďalším používaním ...
Teraz sa teda obráťme konkrétne na zariadenie. Je to uvedené na obrázku, ale zatiaľ stručne vysvetlím, čo a čo.
Musíme zobrať jednoduchú ceruzku a odstrániť z nej strom obyčajným nožom a z ceruzky dostať celé vodítko. Môžete si však vziať vodcu z mechanickej ceruzky. Existujú však dve ťažkosti naraz. Prvý je obvyklý. Olovo z mechanickej ceruzky je príliš tenké, pre nás to jednoducho nie je vhodné na vizuálny experiment. Druhou ťažkosťou je akési nepochopiteľné zloženie súčasných bridlíc. Má pocit, že nie sú vyrobené z grafitu, ale z niečoho iného. Moje skúsenosti s takýmto „olovom“ všeobecne neboli vôbec úspešné, ani pri napätí 24 V. Vďaka tomu som musel vybrať dobrú drevitú jednoduchú ceruzku. Výsledná grafitová tyč bude pre nás slúžiť ako elektróda. Ako si viete predstaviť, potrebujeme dve elektródy. Vďaka tomu ideme vybrať druhú ceruzku, alebo jednoducho zlomíme existujúcu tyč na dve časti. Vlastne som to urobil.
Každým drôtom, ktorý sa vám dostane pod ruku, zabalíme prvú olovenú elektródu (jedným koncom drôtu) a tento vodič pripojíme k zápornému pólu zdroja energie (druhým koncom). Potom vezmeme druhé vedenie a urobíme to isté s ním. Na to, na základe toho, potrebujeme druhý drôt. Ale v tomto prípade pripojíme tento vodič k plusu zdroja energie. Ak máte problémy s pripevnením krehkej grafitovej tyče na drôt, môžete použiť príslušné nástroje, napríklad pásku alebo lepiacu pásku. Ak sa nepodarilo obaliť hrot grafitu samotným drôtom a páska alebo izolačná páska neposkytovali tesný kontakt, skúste elektródu prilepiť vodivým lepidlom. Ak toto nemáte, tak aspoň priviažte elektródu k drôtu niťou. Netreba sa báť, niť sa z takého napätia nevyhorí ??
Pre tých, ktorí nevedia nič o batériách a jednoduchých pravidlách ich pripájania, trochu vysvetlím. Batéria typu prst produkuje napätie 1,5 V. Na obrázku mám dve podobné batérie. Navyše sú prepojené postupne - jeden po druhom, nie súbežne. Pri podobnom (sériovom) zapojení bude konečné napätie zhrnuté z napätia každej batérie, to znamená, že pre mňa je to 1,5 + 1,5 = 3,0 V. To je menej ako predtým uvedených 6 voltov. Ale bol som príliš lenivý na to, aby som si išiel kúpiť ešte pár batérií. Princíp ti musí byť jasný ??
Začnime experiment. Napríklad sa obmedzíme na elektrolýzu vody. Po prvé, je veľmi prístupný (dúfam, že čitateľ tohto článku nežije na Sahare), po druhé je neškodný. Ďalej ukážem, ako pri rovnakom prístroji (elektrolyzéri) s rovnakou látkou (voda) vykonať dva rôzne skúsenosti. Myslím, že máte dosť fantázie, aby ste prišli na kopu podobných experimentov s inými látkami ?? Všeobecne je pre nás vhodná voda z vodovodu. Ale odporúčam ho ešte trochu pridať a posoliť. Trochu - to znamená malú štipku, nie celú dezertnú lyžicu. Toto je dôležité! Soľ dobre premiešame, aby sa rozpustila. Voda, ktorá je dielektrikom v čistom stave, bude teda dokonale viesť elektrinu.na začiatku experimentu utrite stôl od potenciálnej vlhkosti a potom naň položte zdroj energie a pohár vody.
Obidve elektródy, ktoré sú pod napätím, spustíme do vody. Zároveň sa uistite, že vo vode je ponorený iba grafit a samotný drôt by sa nemal dotýkať vody. Začiatok experimentu sa môže oneskoriť. Čas závisí od mnohých ukazovateľov: od zloženia vody, kvality drôtov, kvality grafitu a samozrejme napätia zdroja energie. Začiatok mojej reakcie sa na pár sekúnd oneskoril. Kyslík sa začína vyvíjať na elektróde, ktorá bola pripojená k pólu plus batérií. Na elektróde pripojenej k mínusu sa uvoľní vodík. Treba poznamenať, že vodíkových bublín je viac. Veľmi malé bublinky sa lepia okolo časti grafitu, ktorá je ponorená vo vode. Potom niektoré bublinky začnú plávať.
Elektróda na začiatku experimentu. Zatiaľ nie sú žiadne plynové bubliny. Na elektróde pripojenej k zápornému pólu batérií sa tvorili vodíkové bubliny
Aké ďalšie experimenty môžu byť? Ak ste si už dosť zahrali s vodíkom a kyslíkom, pokračujeme ďalším experimentom. Je to zaujímavejšie, najmä pre domácich výskumníkov. Je zaujímavý tým, že je možné ho nielen vidieť, ale aj cítiť. V minulosti sme dostávali kyslík a vodík, ktoré podľa môjho názoru nie sú veľmi pôsobivé. A v ďalšom experimente dostaneme dve látky (mimochodom užitočné v každodennom živote). na začiatku experimentu zastavte predchádzajúci experiment a elektródy vysušte. Teraz vezmite kuchynskú soľ (ktorú bežne používate v kuchyni) a rozpustite ju vo vodnej hmote. V tomto prípade nie malé množstvo. Slušné množstvo soli je v skutočnosti jediná vec, vďaka ktorej sa druhá skúsenosť líši od prvej. Po rozpustení soli môžete experiment okamžite zopakovať. Teraz prebieha iná reakcia. Na dobrej elektróde sa teraz neuvoľňuje kyslík, ale chlór. A negatívne je, že sa uvoľňuje aj vodík. Pokiaľ ide o sklo, v ktorom je soľný roztok, zostáva v ňom po predĺženej elektrolýze hydroxid sodný. Toto je známa lúh sodný, alkalický.
Chlór, budete cítiť arómu. Ale pre najlepší efekt odporúčam vziať napätie minimálne 12 V. V opačnom prípade nemusíte arómu cítiť. Prítomnosť zásady (po veľmi dlhej elektrolýze) v skle sa dá skontrolovať niekoľkými spôsobmi. Najjednoduchšie a najnásilnejšie je položiť ruku do pohára. Etnické znamenie hovorí, že ak začne horieť, v pohári je alkália. Inteligentnejším a zreteľnejším spôsobom je lakmusový papierik. Ak je vaša škola taká chudobná, že nie je schopná získať lakmusový papier, pomôžu vám šikovné ukazovatele. Jeden z nich, ako sa hovorí, môže slúžiť ako kvapka repného džúsu ?? Je ale celkom možné, že do roztoku nakvapkáte trochu tuku. Pokiaľ viem, malo by dôjsť k zmydelneniu.
Pre veľmi zvedavých popíšem, čo sa vlastne stalo počas experimentov. V prvom experimente pod vplyvom elektrického prúdu prebehla podobná reakcia: 2 H2O >>> 2 H2 + O2 Oba plyny prirodzene plávajú z vody na povrch. Mimochodom, môžu sa zachytávať plávajúce plyny. Zvládnete to aj vy?
V ďalšom experimente bola reakcia úplne iná. Bolo to tiež iniciované elektrickým prúdom, ale teraz ako reagenty pôsobila nielen voda, ale aj soľ: 4H20 + 4NaCl >>> 4NaOH + 2H2 + 2Cl2 Majte na pamäti, že reakcia musí prebiehať v prebytku vody. Ak chcete zistiť, aké množstvo soli sa považuje za najväčšie, môžete ho spočítať z vyššie uvedenej reakcie. Môžete tiež premýšľať o tom, ako vylepšiť zariadenie alebo aké ďalšie experimenty je možné vykonať. Je skutočne možné, že chlórnan sodný sa dá získať elektrolýzou. Za laboratórnych podmienok sa vo väčšine prípadov získava prechodom plynného chlóru cez roztok hydroxidu sodného.
Čistenie vody priamou elektrolýzou
Keď voda prechádza elektrolyzérom, v dôsledku pôsobenia elektrického prúdu sa vytvárajú špeciálne zlúčeniny.S ich pomocou je možné vodu počas jej toku dezinfikovať. Táto technológia dezinfekcie vody bez použitia činidiel je dnes tým najsľubnejším smerom.
Vedecké pozadie.
Čistenie vody priamou elektrolýzou prechodom elektrického prúdu spôsobuje elektrochemické reakcie. Vo vode tak vznikajú nové látky. Dochádza tiež k zmene štruktúry intermolekulárnych interakcií.
Environmentálne predpoklady.
Počas elektrolýzy sa oxidanty vytvárajú priamo z vody, čo si nevyžaduje ich ďalšie zavádzanie.
Ekonomické predpoklady.
Prírodnú vodu je možné upravovať priamou elektrolýzou pomocou napájacieho zdroja a elektrolyzéra. V tomto prípade nie sú potrebné dávkovacie pumpy, činidlá. Pri priamej elektrolýze prírodnej vody je spotreba elektriny asi 0,2 kW / m³.
Regulačné predpoklady.
Pokiaľ voda obsahuje najmenej 20 mg / l chloridov, odporúča sa dezinfekcia vody priamou elektrolýzou podľa SNiP 2.04.02-84. Okrem toho je jeho tvrdosť vyjadrená v množstve najviac 7 mg-ekv. / L. Takéto spracovanie môžu vykonávať stanice s kapacitou 5 000 m³ za deň.
Čistenie a dezinfekcia vody priamou elektrolýzou
Priama elektrolýza je ideálna na prirodzené čistenie vody. Počas tohto procesu vzniká niekoľko oxidantov, napríklad ozón a kyslík. Akákoľvek prírodná voda obsahuje v rôznej miere chloridy, takže pri priamej elektrolýze vzniká voľný chlór.
Elektrolýzne sú založené na modularite. Kapacitu elektrolýzneho zariadenia je možné zvýšiť zvýšením počtu modulov. Teraz sú veľmi žiadané moduly s kapacitou 5 alebo 12 kg aktívneho chlóru denne. V zariadeniach s vyššou kapacitou sa používajú moduly s kapacitou od 20 do 50 kg aktívneho chlóru denne.
Elektrolýzu vody sprevádza rad elektrochemických reakcií, v dôsledku ktorých sa oxidanty syntetizujú vo vode. Hlavné reakcie elektrolýzy vody sú tvorba kyslíka O2 a vodíka H2, ako aj hydroxidového iónu OH¯:
na anóde 2H2O → O2 ↑ + 4H + + 4e− (1)
na katóde 2H2O + 2e → H2 ↑ + 2OH¯ (2)
Počas elektrolýzy vody tiež vzniká ozón O3 a peroxid vodíka H2O2:
na anóde 3H2O → O3 ↑ + 6e− + 6H + (3)
na katóde 2H2O + O2 + 2e− → H2O2 + 2OH− (4)
V prítomnosti chloridov sa pri elektrolýze vody vytvára rozpustený chlór:
na anóde 2Cl– → Cl2 + 2e– (5)
Rozpustený chlór Cl2 reaguje s vodou a hydroxidovým iónom a vytvára kyselinu chlórnu HClO:
Cl2 + H2O → HClO + H + + Cl¯ (6)
Cl2 + OH¯ → HClO + Cl¯ (7)
Rozklad kyseliny chlórnej HClO vo vode vedie k tvorbe chlórnanového iónu:
HOCl ↔ H + + OCl¯ (8)
Z vyššie uvedených reakcií vyplýva, že počas elektrolýzy vody vzniká množstvo oxidantov:
kyslík O2,
ozón O3,
peroxid vodíka H2O2,
chlórnanový ión OCl.
Výskyt OH radikálov, H2O2 a O3 počas elektrolýzy vody vedie k tvorbe ďalších silných oxidantov, ako sú O3¯, O2,, O¯, HO2, HO3, HO4 atď.
Krasnodar vyrába toto zariadenie podľa nasledujúcich princípov:
- funkčnosť. Celé zariadenie a každá jednotka plní hlavnú úlohu pri získavaní činidla;
- bezpečnosť životného prostredia pri použití zariadení na elektrolýzu v porovnaní s plynným chlórom. Bezpečná práca servisného personálu;
- jednoduché použitie, takže s týmto zariadením môžu pracovať aj pracovníci so stredoškolským vzdelaním;
- spoľahlivosť. Väčšina plastov sa používa na výrobu zariadení. Čerpadlá a iné mechanické jednotky sa nepoužívajú;
- ziskovosť. Náklady na získanie chlórnanu sodného elektrolýzou zahŕňajú náklady na elektrinu, soľ a vodu v zariadení. Zahŕňa tiež náklady na preventívnu údržbu zariadení. Špeciálna úprava vody, napríklad jej dekarbonizácia, sa nevyžaduje.Spolu s chlórnanom sa vracia do upravovanej vody. To umožňuje vôbec nezohľadniť náklady na vodu. Pretože sa v procese používa bežná a nerafinovaná soľ, nestojí to takmer nič;
- efektívnosť znamená najnižšie náklady na získanie konečného výsledku. Táto inštalácia umožňuje získať chlórnan sodný s koncentráciou 5 g aktívneho chlóru v 1 litri počas prvých 2 hodín;
- transparentnosť. Priehľadný plast umožňuje pozorovať proces syntézy a stav balenia elektród. Na výrobu dôležitých hydraulických komunikácií sa používajú aj materiály s vysokou priehľadnosťou.
