La differenza fondamentale tra la cella a mercurio e la cella a diaframma è che una cella a mercurio di solito necessita di una tensione e di una maggiore energia rispetto a una cella a diaframma.
Possiamo utilizzare celle a mercurio, celle a diaframma e celle a membrana per produrre cloro e soda caustica su scala industriale. In tutti i metodi, la base è elettrolizzare la soluzione di cloruro di sodio.
Cos'è una cella di mercurio?
Una batteria al mercurio o batteria al mercurio è una batteria elettrochimica non ricaricabile. Possiamo classificarlo come una cella primaria ed è anche noto come batteria all'ossido di mercurio, pila a bottone e Ruben-Mallory. Tipicamente, una batteria al mercurio utilizza una reazione tra ossido di mercurio e elettrodi di zinco in un elettrolita alcalino. La tensione della cella a mercurio è di 1,35 volt quando la scarica della cella rimane praticamente costante. Qui la capacità è molto maggiore rispetto alla batteria zinco-carbone della stessa dimensione. Anche in passato, queste batterie sono state utilizzate come pile a bottone per orologi, apparecchi acustici, macchine fotografiche e calcolatrici.
Il catodo della cella di mercurio è tipicamente o ossido di mercurio(II) puro o una miscela di ossido di mercurio(II) con biossido di manganese. Tuttavia, l'ossido di mercurio è un non conduttore. Pertanto, abbiamo bisogno di mescolare la grafite con essa per prevenire la raccolta di mercurio in grandi goccioline. Inoltre, l'anodo di questa cella è fondamentalmente di zinco e si separa dal catodo tramite uno strato di carta di materiale poroso imbevuto di elettrolita. Lo chiamiamo ponte di sale. Inoltre, l'elettrolita della cella a mercurio è idrossido di sodio o idrossido di potassio.
Se si considerano le caratteristiche elettriche di una cella di mercurio, se il catodo è ossido di mercurio, quelle celle hanno una curva di scarica molto piatta che può mantenere la tensione a 1,35 V fino all'ultimo 5% della vita della cella. Inoltre, la tensione rimane entro l'1% per diversi anni a carico leggero. D' altra parte, le celle di mercurio con il catodo di ossido di mercurio e biossido di manganese hanno un'uscita di 1,4 V e una curva di scarica più inclinata.
Cos'è una cella a diaframma?
Una cella a diaframma è una cella elettrolitica utile nella produzione di idrossido di sodio e cloro dalla salamoia di cloruro di sodio. Una cella a diaframma comporta il flusso della soluzione salina (che viene introdotta nell'anodo) dall'area dell'anodo all'area del catodo attraverso il diaframma permeabile. In questo processo, l'area dell'anodo viene separata dall'area del catodo tramite un diaframma permeabile. Tuttavia, la cella a diaframma mostra una minore efficienza energetica, una bassa compatibilità ambientale e una bassa purezza del prodotto. In confronto a questa cellula, la cellula di membrana è un processo ottimizzato.
In genere, una cella a diaframma è costituita da una miscela porosa di amianto e polimeri. La soluzione all'interno della cella può filtrare attraverso questo materiale dal compartimento dell'anodo al compartimento del catodo. Possiamo usare questa cella per ottenere il cloro dall'elettrolisi della soluzione di cloruro di sodio. L'anodo è solitamente in titanio e il catodo è in acciaio. Il cloro viene dall'anodo, mentre l'idrogeno viene dal catodo. Inoltre, la soluzione che esce dal catodo è una soluzione di idrossido di sodio contaminata da cloruro di sodio. Per assicurarsi che il flusso di liquido avvenga solo dall'anodo al catodo, il compartimento dell'anodo ha sempre più liquido.
Qual è la differenza tra cella a mercurio e cella a diaframma?
La cella a mercurio e la cella a diaframma sono due delle tre celle principali che possiamo utilizzare per produrre cloro e soda caustica. Il differenza fondamentale tra cella a mercurio e cella a diaframma è che una cella a mercurio di solito necessita di una tensione più elevata e più energia rispetto a una cella a diaframma. Una cella di mercurio ha tipicamente un anodo di zinco e un catodo fatti di puro ossido di mercurio (II) o una miscela di ossido di mercurio (II) con biossido di manganese. Una cella a diaframma, invece, ha un anodo in titanio e un catodo in acciaio.
L'infografica qui sotto presenta le differenze tra cella a mercurio e cella a diaframma in forma tabellare per un confronto fianco a fianco.
Riepilogo – Cella di mercurio vs Cella a diaframma
Le celle a mercurio e le celle a diaframma sono due celle che possiamo utilizzare per produrre cloro e soda caustica. La differenza fondamentale tra cella a mercurio e cella a diaframma è che una cella a mercurio di solito necessita di una tensione più elevata e più energia rispetto a una cella a diaframma.
