1.3 Водород

Основные физико-химические свойства водорода приведены ниже.

Молекулярный вес	2,016
Мольный объем при 0 °С и 760 мм. рт. ст, л	22,43
Температура, °С Кипения Плавления	-252,8 -259,4
Критические константы Температура, °С Давление, атм Плотность, г/см3	-239,9 12,8 0,031
Плотность При 0 °С и 760 мм рт. ст., кг/м3 При температуре кипения, кг/л Относительная (по воздуху)	0,0899 0,0709 0,0695
Удельная газовая постоянная, ккал/(кг·°С)	986,96
Теплота, ккал/кг Плавления Парообразования при 760 мм рт. ст.	14,0 108,5
Объем жидкости, образующейся из 1 м3 газа при 15 °С и 760 мм рт. ст., л	1,166
Удельная теплоемкость при 20 °С и 760 мм рт. ст., ккал/(кг·°С)	3,408 2,42 1,407
Вязкость при 0 °С и 760 мм рт. ст., сП	0,0085
Теплопроводность при 0 °С и 760 мм рт. ст., ккал/(м·ч·°С)	0,140

2. Источники сырья для электрохимического получения хлора, едкого натра и водорода

Сырьем для электролиза служит хлорид натрия в виде каменной соли, самоосадочной соли или подземного рассола. Подготовка сырья к электролизу включает операции растворения (при использовании твердой соли), очистки рассола от механических примесей и удаления ионов кальция и магния.

Механические примеси удаляют отстаиванием рассола с последующим фильтрованием осадка, а ионы кальция и магния, которые отрицательно влияют на процесс электролиза, обработкой рассола раствором карбоната натрия или известковым молоком:

 

СаСl +Na₂CO₃ → СаСО₃+ 2NaCl

с последующей нейтрализацией избыточной щелочности соляной кислотой. Осадок карбонатов кальция и магния удаляют фильтрованием.

Полученный рассол должен иметь концентрацию соли 310–315 г./л, чтобы обеспечить, возможно, более низкий потенциал разряда ионов при электролизе. Также существуют допустимые пределы содержания ионов кальция и магния.

Рассол, поступающий на электролиз, представляет многокомпонентную систему, в которой содержатся ионы натрия, хлора, гидроксоний-катион и гидроксид-анион. Последовательность их разряда и образующиеся продукты определяются в соответствии с «правилом разряда» величиной их потенциалов разряда, которые зависят от условий электролиза и, весьма существенно, от материала катода. Различают два варианта технологического процесса электролиза водного раствора хлорида натрия: электролиз с твердым железным катодом (диафрагменный метод) и электролиз с жидким ртутным катодом.

Аноды электролизеров в обоих случаях изготавливают из одинаковых материалов: искусственного графита, пропитанного для уменьшения износа льняным маслом, или из титана, покрытого слоем оксидов рутения и титана. Аноды второго типа позволяют вести электролиз при высоких плотностях тока и более низком напряжении. Такие условия снижают расход электроэнергии на 10–12%. Поэтому оксидно-рутениевые аноды вытесняют графитовые: ими оснащено в настоящее время до 70% всех установок электролиза.