коричневый осадок при электролизе. что это?

[daffi]

Здравствуйте,
что бы вопрос был заметнее содал отдельную тему.

Знающие люди, объясните пожалуйста,
ПЕРВОЕ.
почему при электролизе воды, электролит который состоит из дисц. воды и щелочи NaOH в процесе электролиза приобретает темно-бурый цвет (коричневый)? А на дне ячеек образуется осадок в виде коричневых хлопьев, на ощуп мягкая субстанция без каких либо крупинок, легко растирается между пальцев?
ВТОРОЕ.
почему пластины (они же электроды) из нержавеющей стали покрываются коричневым налетом, котрый струдом можно отчистить?
ТРЕТЬЕ.
На сколько долговечны електроды из нерж. стали толщиной 0.8 мм при МАХ значении тока 6-8 А и напряжении 220 V.

Заранее спасибо за ответы

[GraNiNi]

daffi в сообщении #261521 писал(а):

образуется осадок в виде коричневых хлопьев

Это гидроокись железа из электродов, корродирующих при электролизе.

[Seon]

Возможно ли подобрать такой материал электродов, чтобы они не вступали в реакцию при электролизе?

Медь, Алюминий, Железо, даже нержавейка, всё растворяется.
Так же графитовые электроды тоже распадаются на черные хлопья, но в отличие от металлических, просто выпадают в осадок, вода остается чистой, без всяких цветных солей.

Вроде как платина не должна вступать в реакцию, но я не уверен.

[alien308]

Мы применяли для измерительных электродов стеклографит (стеклоуглерод) и пресованную графитовую фольгу. Графитовая фольга применяется в торцевых уплотнениях и коммерчески доступна. Ложишь под пресс кусочек и получаешь упругую пластинку. Стеклографит намного твёрже и устойчивей чем графит в условиях электролиза. Можно купить в магазинах химреактивов стеклографитовые тигли. Как будет работать в боевых условиях не знаю. Можно ещё порекомендовать титан, цирконий, тантал, ниобий ... Но это малодоступная экзотика. Платина в этих условиях стоит. Классический электродный материал.

[Seon]

Спасибо, за ответ.
Графитовые пластины - интересная тема.
Есть еще графитовая смазка

Меня интересует вот что. Разрушение электродов происходит из за чего?

1. Из за того, что материал электрода контактирует с агрессивной средой. В растворе много ионов солей и/или щелочей.
(Решением по защите может быть материалы устойчивые к корозиям. Нержавейка устойчива, но видимо недостаточно. Может поможет хром?)

2. Из за механического разрушения. Под действием тока, ионы раствора бьют в материал электрода, выбивая отдельные атомы, которые потом реагируют со средой.
(Защита - выбор прочного материала, такого как титан или может вольфрам. )

3. Из за того что материал электрода вступает в процесс, то есть при отдаче электрона иону атом электрода вываливается из кристаллической решетки, теряя связь с ней.
(Защиты наверно вообще нет)

Но както платина не растворятеся при этом процессе, какоето качетсво у неё все же есть.
+ Нигде в материалах по электролизу не показаны формулы, при которых происходит разрушение материала электродов. Только показана реакция электролиза раствора или расплава.

И еще вопрос.
А обязательно ли для электролиза контакт электролита с металлом или проводящим ТВЕРДЫМ проводником.
Возможно ли применение других средств? Например подавать ток в раствор дугой, или посредством иного раствора, более ионсодержащего, или вообще наводить магнитным полем ЭДС в самом растворе?

[alien308]

Для электролиза необходим контакт с ионного проводника (электролита) с электронным проводником (металлом). Существуют оксидные проводники, в частности в прошлом применяли засыпные магнетитовые аноды. Возможно использование в качестве электронного проводника плазмы электрического разряда. Но напряжение горения дугового разряда около 60В, а напряжение разложения электролита около 2В. КПД получается "замечательный".
И сильный нагрев от разряда. Кипятильник получится, а не электролизёр.

[Neil]

Делал электролиз воды. Использовал графитовые стержни, ток 9 вольт, 0,85 ампер. Использовал чистую воду с поваренной солью. После электролиза стержни не горят в огне, краснеют как металл при нагревании и окрашивает пламя в зелёный цвет. Откуда медь?

[alien308]

Может графит с медью исходно для увеличения электропроводности. Или с проводов попало. При электролизе раствора поваренной соли хлор выделяется. Хорошо ест медь. А вы наверное к графитовому стержню медную проволоку для подвода тока примотали. Хлориды в том числе поваренная соль повышает при высокой температуре летучесть меди, за счёт образования хлоридов меди. Так что достаточно было ничтожного количества меди для окрашивания пламени.

[arseniiv]

А до электролиза ваши графитовые стержни что, в огне горели (прям вот так, с пламенем) и не краснели при высокой температуре?

[Seon]

Ставил опыты с электролизом. Использовал один электрод медный, другой графитовый. При малом токе графитовый покрывался слоем меди. При чем на столько прочным, что ножем шкреб, не мог соскоблить.

Откуда могла взяться медь в вашем случае - затруднительно сказать. Может графит содержал металлические фрагменты. Есть такой вид графита - в перемешку с медью, используется для счеток в двигателях постоянного тока большой мощности. Например в электротранспорте. Может у вас именно такие?

[Seon]

Позвольте повторить вопрос.
Можно ли подобрать материал электродов и состав электролита так, чтобы вода ращеплялась на водород и кислород, но электроды при этом не вступали в реакцию.

А то после каждого получаса работы электролизера на нержавейке, приходится полностью его мыть от черно-коричнево-синего осадка. А это непросто.

Вот как вариант, будут ли растворяться электроды в растворе NaOH? Сам еще не пробовал.

Если по логике взять электролит в котором NaCl. При электролизе выделяется Н2 и Cl2. То по прошествии определенного времени работы весь хлор из электролита улетучится, и останется NaOH, ведь так?
Может не мыть электрлизер а просто както удалить осадок, а потом его выделение прекратится?

[arseniiv]

Seon в сообщении #509578 писал(а):

и останется NaOH, ведь так?

Чем больше будет щёлочи в растворе, тем охотнее хлор будет там оставаться. В конце можно ожидать неизвенного состава не сильно щелочного раствора.

А откуда взялся синий? Что у вас сейчас в растворе? (А напряжение какое?)

[Seon]

arseniiv в сообщении #509683 писал(а):

Seon в сообщении #509578 писал(а):

и останется NaOH, ведь так?

Чем больше будет щёлочи в растворе, тем охотнее хлор будет там оставаться. В конце можно ожидать неизвенного состава не сильно щелочного раствора.

То есть фактически и хлор останется в растворе, то есть среда кислая, и ОН появится, то есть среда щелочная.
Так, что нейтральная установится, или что?
Надо понимать что в начале реакции на положительном электроде будет выделяться хлор, а потом будет кислород?

arseniiv в сообщении #509683 писал(а):

А откуда взялся синий? Что у вас сейчас в растворе? (А напряжение какое?)

Не знаю. Цвет вообще слабо поддается описанию.
Напряжение питания 9 вольт. Ток порядка 10 ампер. Напряжение на самих электродах порядка 4 вольт. Видимо все остальное падает на обмотке трансформатора, диодах и проводах. Провода греются, диоды на радиаторах и тоже сильно греются. Странно, но электролизер из всего устроиства греется меньше всего.
Пытался косвенно исзмерить сопротивление, оно порядка 0,4-0,5 Ом.

[arseniiv]

Seon в сообщении #509891 писал(а):

То есть фактически и хлор останется в растворе, то есть среда кислая, и ОН появится, то есть среда щелочная.
Так, что нейтральная установится, или что?

Кислотность среды хлор не определяет.

Seon в сообщении #509891 писал(а):

Надо понимать что в начале реакции на положительном электроде будет выделяться хлор, а потом будет кислород?

Хлор будет выделяться. Но потом будет растворяться: $\mathrm{ 2NaOH + Cl_2 \to NaCl + NaOCl + H_2O }$. (Гипохлорит $\mathrm{ NaOCl }$ постепенно разлагается на $\mathrm{ NaCl }$ и $\mathrm{ O_2 }$.) Не знаю, сможет ли весь хлор выделиться без поглощения. Если сможет, то, конечно, кислород с анода пойдёт.

Seon в сообщении #509891 писал(а):

Цвет вообще слабо поддается описанию.

И как вы тогда хотите, чтобы вам определили, что там? Цвет всё-таки есть какой-то определённый. Соберите, фонариком в высушенный посветите, что ли.

Вот про то, как вам избавиться от растворения, ничего сказать не могу. Жалко, что никто до сих пор не пришёл и не сказал.

[alien308]

При использовании раствора NaOH насколько помню использовались стальные электроды. В растворе сульфата натрия или серной кислоты думаю можно использовать свинцовые электроды.