وب سایت موسسه فرهنگی و اطلاع رسانی تبیان
وب سایت موسسه فرهنگی و اطلاع رسانی تبیان
سه شنبه 3 اسفند 1395 - 24 جمادي الاول 1438 - 21 فوريه 2017
همان طور که در مطلب قبل خواندید، در برقکافت سدیم کلرید غلیظ و رقیق نمی توان Na(s) تولید کرد. در صنعت فلز سدیم را از طریق برقکافت سدیم کلرید مذاب در سلول دانز تهیه می کنند. در این جا به بررسی نحوه ی کار این سلول الکتروشیمیایی برای تولید Na(s) می پردازیم.
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

سلول دانز

چکیده:

 همان طور که در مطلب قبل خواندید، در برقکافت سدیم کلرید غلیظ و رقیق نمی توان Na(s) تولید کرد. در صنعت فلز سدیم را از طریق برقکافت سدیم کلرید مذاب در سلول دانز تهیه می کنند. در این جا به بررسی نحوه ی کار این سلول الکتروشیمیایی برای تولید Na(s) می پردازیم.

 

طرح درس:

فلز سدیم به حالت آزاد در طبیعت وجود ندارد اما در ترکیب های شیمیایی گوناگون به صورت یون سدیم مشاهده می شود. برای مثال 7/2 درصد جرمی آب دریا را سدیم کلرید تشکیل می دهد. به واکنش زیر توجه کنید:

 

سلول دانز

 

اگر بخواهیم از تجزیه ی گرمایی NaCL فلز سدیم را به طور خود به خودی یعنی بدون استفاده از فرایند برقکافت به دست آوریم، به دمای بسیار بالایی در حدود 4267°c  (فقط کمی کمتر از دمای سطح خورشید) نیاز داریم. تأمین چنین دمایی ممکن نبوده و در دماهای پایین تر، این فرایند خود به خودی نیست. از طرفی برای تهیه فلزهای گروه اول و دوم نمی توان از برقکافت محلول آبی نمک ها استفاده کرد زیرا   کاتیون های گروه اول و دوم کوچکتر از آب است.

 

راه حل مناسب برای تولید سدیم، برقکافت سدیم کلرید مذاب در سلول دانز است. سلول دانز یک سلول الکتروشیمیایی الکترولیتی بوده که نخستین بار در سال 1921 توسط شرکت دوپون طراحی، ساخته و استفاده می شود. در این سلول به کمک یک آند گرافیتی و یک کاتد آهنی، فلز سدیم خالص تهیه می شود.

سلول دانز

 

در سلول دانز یون های CL-  به سمت آند رفته و در آنجا اکسایش یافته و تبدیل به گاز کلر می شوند. این گاز از قسمت فوقانی سلول خارج می گردد. یون های Na+(aq)  به طرف کاتد رفته و با گرفتن الکترون کاهش یافته و تبدیل به فلز سدیم می شوند. به دلیل حرارت بالای دستگاه فلز سدیم به صورت مذاب بوده و از خروجی های دیواره ی دستگاه خارج می شود.

 

سلول دانز

 

نکته: در سلول دانز آب وجود ندارد.

NaCL خالص در دمای 801°c  ذوب می شود. در سلول دانز با افزودن مقداری CaCL2 به آن دمای ذوب را تا حدود 587°c  کاهش می دهند که این امر باعث می شود طی فرایند برقکافت انرژی کمتری مصرف شده و تولید سدیم از نظر اقتصادی بهینه باشد.


مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: مهسا شاه حسینی

 

تلفن : 81200000
پست الکترونیک : public@tebyan.com
آدرس : بلوارکشاورز ، خیابان نادری ، نبش حجت دوست ، پلاک 12

ارتباط با ما

روابط عمومی

درباره ما

نقشه سایت

تعدادبازدیدکنندگان
افراد آنلاین