工業上硫酸提純大多數蒸餾,為什麼沒有電解法提純?

時間 2021-06-03 08:18:19

1樓:氟鉑酸氧

硫酸的製造都是先獲得三氧化硫,然後用98%的硫酸吸收得到發煙硫酸,然後加水稀釋到所需的濃度,並不存在濃縮70%硫酸的問題。即使真要濃縮,也是往裡面按比例加發煙硫酸最便宜省事。

另外,在乙基蒽醌法誕生之前,過氧化氫就是通過電解硫酸生產的。

2樓:Studio TBsoft

關於硫酸的一些工業生產基本知識,也可以參見筆者的另一篇專欄文章:從「礬油」到接觸法——硫酸的前世今生

原文:因為電解稀硫酸並不能提純硫酸。

中學化學往往認為電解稀硫酸就相當於電解水,實際上這個結論是有很大問題的,電解稀硫酸得到的氫氧體積比往往遠大於2:1,說明除了電解水之外還有副反應發生。

硫酸在水中的電離第一步是完全的:

H2SO4 = H+ + HSO4-

但硫酸氫根離子HSO4-的電離並不完全,K≈10^(-2),溶液中存在較高濃度的HSO4-,通電後帶負電的HSO4-很容易移向陽極,在陽極上就可能發生副反應:

2HSO4- - 2e → H2S2O8(過二硫酸)

H2S2O8在陽極附近溶液中緩慢水解:

H2S2O8 + H2O → H2SO5(過一硫酸) + H2SO4

H2SO5 + H2O → H2SO4 + H2O2

酸性溶液中,H2S2O8和H2O2都有相當穩定性,能夠長期在溶液中存在,副反應的發生,導致陽極氧氣析出量明顯減少。

有讀者可能提出乙個問題,H2S2O8是極強的氧化劑(標準電極電勢約2.01V),按道理說陽極上怎麼說也應該是OH-或者H2O優先放電得到O2,怎麼會有如此明顯的副反應?

因為OH-或者H2O放電析出O2,存在O2氣體在電極表面逸出的問題,而氣體在電極表面逸出,往往就會碰到明顯超電勢(過電位)的問題,很多電極材料上(電解水陽極一般用Pt電極),O2的逸出有很大的超電勢,也就是析出O2的實際電極電勢遠高於理論電極電勢。相比之下,HSO4-陽極氧化得到H2S2O8的反應,不存在氣體逸出問題,超電勢的影響要小得多,加之HSO4-的濃度較高,副反應是明顯的。

硫酸濃度越高,這一副反應就越明顯。這一副反應在適當控制電解條件的影響下,甚至能成為主反應,用Pt電極作為陽極(O2逸出有較大超電勢),高濃度HSO4-電解液(硫酸氫鉀溶液、硫酸氫銨溶液等,甚至較高濃度的稀硫酸),大電流電解,能使得生成H2S2O8的反應成為主反應,H2S2O8水解後得到H2O2,這是工業上生產H2O2的一種重要方法,也是過硫酸鉀、過硫酸銨等過硫酸鹽生產的基本方法。

工業上電解NaClO3溶液能得到NaClO4,陽極上也不以析出O2為主反應,也是類似的道理。

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