5.2.Эксперимент әдістемесі. Күкірт диоксидін алу және оны электрхимиялық әдіспен тотықтыру.
Тәжірибеге қажет күкірт диоксиді келесі реакция бойынша алынады:
Na2SO3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 + H2O
Күкірт диоксидін алу реакциясын жүргізу әдістемесі.
Құрғақ натрий сульфитінің 15г-ын өлшеп алып, реактор (1) ыдысына салады, содан кейін бөлгіш воронканың (2) көмегімен, араластыра отырып, концентрленген күкірт қышқылын қосады. Алынған газды Тищенко склянкасы (3) арқылы өткізеді, содан кейін газбен (ВМ-4) майымен толтырылған бюретканы (4) толтырады және 5-ші ыдысқа жинайды. Газды бюреткаға үш арналы кран (6) арқылы жібереді.
5.1-сурет. Күкірт диоксидін алуға арналған қондырғының схемасы.
1 – натрий сульфиті салынған колба; 2 – күкірт қышқылы құйылған бөлгіш воронка; 3 –Тищенко склянкасы; 4 – газдың көлемін өлшеуге арналған бюретка; 5 – жүйеде қысым пайда болуына қызмет ететін ыдыс; 6 – үш арналы кран; 7-зажим.
5.2.1. Күкірт диоксидінің тотығуы
Күкірт диоксидінің тотығуы келесі реакциялар арқылы жүруі мүмкін:
Анодта бөлінетін оттегінің қатысуымен:
2SO2 + О2 = 2SO3
2) анод бетінде тура жолмен тотығу:
SO2 - 2е +2Н2 О = SO4 2- + 4Н+
3) Күкірт диоксиді алдымен суда ериді:
SO2 + H2O = H2SO3 ,
Содан кейін сульфит-ион анодта тотығады:
SO32- - 2е +Н2 О = SO4 2- + 2Н+
Күкірт диоксидін беттік ауданы дамыған түйіршікті электродтарда тотықтыруға арналған қондырғы 2-ші суретте келтірілген. Тәжірибелерді электролизерде жүргізеді. Электролизердің анодтық және катодтық кеңістіктері МК-40 (8) мембранасымен бөлінген. Күкірт диоксиді электролизерге (1) барботерлық қондырғы арқылы жіберіледі. Барботер арқылы газдың бір қалыпты тарауы қамтамасыз етіледі. Күкірт диоксиді триоксидке дейін тотығып, түтік арқылы 30%-дық калий гидроксиді ерітіндісімен толтырылған 10-шы ыдысқа жіберіледі. Тәжірибе аяқталғаннан кейін 10-шы ыдыстағы ерітіндіде сульфат-иондарының концентрациясы анықталады.
Анод ретінде қорғасын түйіршіктері (3). қолданылады. Түйіршікті электродтардың артықшылығы және ерекшелігі: олардың беттік ауданы дамыған және электролиз электродтың барлық көлемінде жүреді, демек процесс жеделтетіледі және тотығудың жылдамдығы жоғарылайды.
2-ші сурет.
5.2-сурет. Күкірт диоксидін тотықтыруға арналаған қондырғының схемасы.
1-электролизер ; 2– катод (қорғасын пластинкасы); 3- анод (түйіршікті қорғасын электродтары); 4- бюретка; 5- жүйеде қысым пайда болу үшін қызмет атқаратын ыдыс; 6- үш арналы кран, газ ағынының жылдамдығын реттейді; 7- барботер (газ көпіршіктерінің бір қалыпты жіберілуін қамтамасыз етеді); 8- МК-40 катионитті мембрана; 9- электролит; 10- 30% -дық КОН ерітіндісі құйылған склянка ; 11- электрод-токбергіш; 12-ток көзі; 13– амперметр.
Ұзындығы 3 мм, диаметрі 1,5 мм-ден бөлінген қорғасын бөлшектері (түйіршіктері) электрод-ток бергіштің (11) бетіне орналастырылады. Электрод қабатының қалыңдығы 1-7 см аралығында болады. Катод (2) қорғасыннан дайындалады, оны мембрананың ішіне салып, электролизердің үстіңгі жағына орналастырады. Электролизерге концентрацисы 100-150 г/л-ге тең күкірт қышқылы құйылады.
Ток тығыздығын, қышқыл концентрациясын, элетролиз ұзақтығын өзгерте отырып күкірт диоксидінің тотығуын жүргізеді. Тәжірибе аяқталғаннан кейін сульфит-иондарының концентрациясын иодометриялық әдіспен, ал сульфат-иондарының концентрациясын комплексонометриялық немесе гравиметриялық әдіспен анықтайды.
Достарыңызбен бөлісу: |