Как происходит электролиз под давлением

Иногда прибегают и к электролизу под давлением. Высокая герметизация электролизных ванн позволяет значительно увеличить давление. Это облегчает перемещение газов внутри аппарата, а по мнению некоторых авторов, связано даже с некоторым уменьшением напряжения разложения воды. Впервые идею проведения электролиза под давлением высказал русский инженер Лачинов в 1888 г.

Так из воды получают водород и кислород. Но с водой, оставшейся в электролизной ванне, произошли изменения...

Вы знаете, что химические элементы обычно существуют в виде нескольких различных изотопов. Вы слышали о том, что соотношение между отдельными изотопами данного элемента на поверхности земной коры постоянно. Поэтому мы можем говорить об усредненных атомных массах элементов. Очень интересны изотопы водорода. Их три: протий Н, дейтерий D и тритий Т. Самый распространенный из них – протий. Обычно, говоря о водороде и описывая строение его атома, мы имеем в виду именно этот изотоп. По сравнению с протием в ядре дейтерия на один нейтрон больше, а в ядре трития – на два. Это означает, что массы этих трех изотопов соотносятся как 1:2:3. Вот почему изотопы водорода существенно различаются по своим физическим свойствам, а в известном отношении даже и по химическим. Различными свойствами обладают и соединения с разными изотопами одного элемента. Вот почему мы должны отличать обычную воду от дейтериевой и тритиевой. Содержание трития и его соединений в составе обычной воды крайне мало, а дейтерия в ней около 0,015 %. В процессе электролиза содержание D и Т увеличивается. Более тяжелый ион дейтерия труднее выделяется на катоде. Так, параллельно с получением водорода и кислорода природная вода обогащается тяжелой водой D2O. Вычислено, что из одной тонны обыкновенной воды путем электролиза может выделиться не более 10 см3 тяжелой воды. При этом для получения одного килограмма такой воды расходуется 105 кВт/ч электроэнергии.

– Где же используется тяжелая вода?

– Прежде всего она является средой, в которой происходит торможение нейтронов в ядерных реакциях и в силу этого особенно нужна ядерной энергетике. Но на этом ее связь с ядерной энергетикой не кончается. Дейтерий может использоваться в термоядерных реакциях – в ядерных процессах, при которых ядра более легких химических элементов захватывают ядра дейтерия и образуют ядра более тяжелых элементов. Энергия, выделяющаяся при таком превращении, огромна. К сожалению, человечество все еще не научилось управлять термоядерными реакциями в такой степени, чтобы использовать их в полезных целях.


Полезное чтиво:
Опыты с тяжёлой водой
Как сделать солёную воду пресной
Электролиз поваренной соли
О катодном восстановлении и анодном окислении
Процесс получения пероксида водорода
Электроорганические синтезы