Электропроводность технологического процесса электролиза

[Rosh]

Здравствуйте! Я скорее больше физик, чем химик. Но пришлось по воле случая вторгнуться в мир химии.

Имеется технологический процесс синтеза трифторметансульфофторида способом электрохимического фторирования метансульфофторида. Метод основан на электролизе метансульфохлорида (МС) CH3SO2Cl в безводном фтористом водороде.
Известно, что зависимость удельной электропроводности электролита от концентрации МС имеет нелинейный характер – параболический с явным экстремумом (максимум в определенной точке).
Поиск литературы дал следующее - для водных электролитов разработана довольно неплохая теория для определения удельной электропроводности, но в данном случае она не подходит.
Для безводных электролитов и органических соединений такой конкретной общей теории нет. Есть отсылки, что для конкретных веществ были проведены эксперименты и данные о электропроводности.
Проблема состоит в определении зависимости удельной электропроводности от концентрации электролита. В данном случае была произведена аппроксимация экспериментальных данных, рассчитана масса МС в электролитической ячейке (закон Фарадея), далее определена концентрация МС через массу МС и электролита, и затем рассчитана удельная электропроводность. Но одной аппроксимации мало для решения задачи.

Вопрос в следующем - есть ли на данный момент более менее однозначная теория в данной области или нет? И может быть подскажите литературу или статьи на которые стоит обратить внимание?

[chemist]

Вопрос в следующем - есть ли на данный момент более менее однозначная теория в данной области или нет? И может быть подскажите литературу или статьи на которые стоит обратить внимание?

Вам надо хорошо проработать патенты, там обычно авторы дают ссылки на основополагающие книги и статьи. Если набрать структурную формулу ТФМСФ в http://www.freepatentsonline.com/surechem/, то выдаётся только от USPO 108 патентов и 63 заявки, в которых упоминается это вещество, надо сидеть и разбираться

Да уж, электролиз в жидкой б/в HF - это жесть

Интересно, а нельзя ли эту субстанцию (а заодно и ряд полезных других) получить из фреона-13 более мирным путём, типа:

CF3Cl ---(Na2SO3)---> CF3SO3Na ---(H+)---> CF3SO3H ---(SOCl2)---> CF3SO2Cl ---(KF)---> CF3SO2F

[Hedgehog]

Вопрос в следующем - есть ли на данный момент более менее однозначная теория в данной области или нет?

Нету такой теории. И если появится, то очень нескоро Так что - только методом научного тыка эмпирически.

[Rosh]

Интересно, а нельзя ли эту субстанцию (а заодно и ряд полезных других) получить из фреона-13 более мирным путём, типа:

CF3Cl ---(Na2SO3)---> CF3SO3Na ---(H+)---> CF3SO3H ---(SOCl2)---> CF3SO2Cl ---(KF)---> CF3SO2F

Не знаю, может и можно . Просто изучается именно описанный выше технологический процесс.
А вы сами данную реакцию написали, или она где-то предложена и на нее можно сослаться?

Нету такой теории. И если появится, то очень нескоро Так что - только методом научного тыка эмпирически.

Тогда возможно сможете предложить более точный способ расчета концентрации в данном случае? Хотелось бы учесть неравномерность распределения подпитки метансульфохлорида в ячейках электролизера. А закон Фарадея не дает такой возможности, имхо.

[chemist]

Интересно, а нельзя ли эту субстанцию (а заодно и ряд полезных других) получить из фреона-13 более мирным путём, типа:
CF3Cl ---(Na2SO3)---> CF3SO3Na ---(H+)---> CF3SO3H ---(SOCl2)---> CF3SO2Cl ---(KF)---> CF3SO2F

Не знаю, может и можно . Просто изучается именно описанный выше технологический процесс.

Т.е. перед Вами стоит чисто академическая цель, без практического применения?

А вы сами данную реакцию написали, или она где-то предложена и на нее можно сослаться?

Тут комбинация несколько реакций, все известные. Правда, м.б. в литературе описаны такие превращения не точно на этих веществах, а аналогичных. Чтобы сослаться, надо порыться в литературе и найти примеры - может конкретно для ТФМСФ это давно известно. Хотя, ИМХО, сейчас как-то можно ссылаться и на Интернет, но вот на форум, где идею предложил некий chemist с аватарой Ивана Грозного - шибко сомневаюсь, однако

[Rosh]

Т.е. перед Вами стоит чисто академическая цель, без практического применения?

Не совсем так. Стоит цель синтезировать математическую модель данного технологического процесса максимально адекватную реальному процессу. А затем уже на этой модели можно будет прогнать ряд других задач, которые будут иметь будущее в практическом применении .

Хотя, ИМХО, сейчас как-то можно ссылаться и на Интернет, но вот на форум, где идею предложил некий chemist с аватарой Ивана Грозного - шибко сомневаюсь, однако

Хорошо, пороюсь в данном направлении, спасибо за наводку:)

[chemist]

Стоит цель синтезировать математическую модель данного технологического процесса максимально адекватную реальному процессу. А затем уже на этой модели можно будет прогнать ряд других задач, которые будут иметь будущее в практическом применении .

Так моделируемый процесс - реальный (работающая установка) или есть только его описание? Нередко, особенно созданные в славном хСССРе, это две большие разницы

[Rosh]

Так моделируемый процесс - реальный (работающая установка) или есть только его описание? Нередко, особенно созданные в славном хСССРе, это две большие разницы

А вот это правильный вопрос
Есть реальный процесс - работающая установка, но вот прямого доступа у меня к ней к сожалению нет по многим причинам, основная из которых - я в другом городе нахожусь. Но имеется возможность получать данные с процесса, и само описание процесса также имеется.
А за основу взят общий химический процесс и структурная схема установки электрохимического фторирования, например, описанная в "Прикладная электрохимия" под редакцией А.П. Томилова. (3-е изд., 1984 г.)

[chemist]

Есть реальный процесс - работающая установка, но вот прямого доступа у меня к ней к сожалению нет по многим причинам, основная из которых - я в другом городе нахожусь. Но имеется возможность получать данные с процесса, и само описание процесса также имеется.

Наблюдал один раз как целая группа в течение ~месяца снимали данные с тех. процесса, круглосуточно замеряя н-надцать показателей с целью построения мат. модели, где-то через год внедрились - поставили в нескольких местах датчики, сделали изменения в Регламенте. Не знаю как у Вас получится съём показателей в офф-лайне, это, ИМХО, всё равно, что ставить диагноз дедушке по телефону на основании рассказов бабушки

А за основу взят общий химический процесс и структурная схема установки электрохимического фторирования, например, описанная в "Прикладная электрохимия" под редакцией А.П. Томилова. (3-е изд., 1984 г.)

Ну, это только принципиальная схема, там даже матбаланса-то нет.

[upd]

для водных электролитов разработана довольно неплохая теория для определения удельной электропроводности

Если Вы имели ввиду теорию, по которой электропроводность рассчитывают, - я бы сказала, что она так и остается теорией, т.к. имеет ряд недостатков, связанных, прежде всего, с тем, что никакая теория не может учесть всех особенностей взаимодействий в растворах каждого индивидуального вещества. А такие особенности зачастую оказывают решаюшее влияние на физико-химические параметры раствора, которые в этом случае сильно отличаются от рассчитанных. Расчеты по теории лишь ориентировочны, на них нельзя очень полагаться. Поэтому кому нужно реально, а не для решения задачки на 3 курсе, знать зависимость электропроводности от концентрации, в том числе и в неводных растворителях, - готовят серию растворов данного вещества различной концентрации, заливают их поочередно в сосуд для измерения электропроводности и делают измерения, повторяя несколько раз, как и положено для статистики. Потом с этими данными делай, что хочешь, например, аппроксимируй и используй полученную формулу в расчетах. А теория - это для тех, кто не любит возиться с колбами и технологическими процессами.

Вам нужно в реальной системе сделать измерения, Вам теория не помогла бы, если бы у Вас и водный раствор был. Если есть основания доверять измерениям тех чуваков возле технологической установки - пользуйтесь их данными зависимости электропроводности от концентрации, если нет оснований доверять - думайте сами, что Вам делать, чтобы получить надежные данные, иначе установка, сконструированная по Вашим расчетам, не будет функционировать. Это если конечный результат действительно для Вас важен, а если надо только, чтобы получить оценку за курсак, - так это другое.

Наблюдал один раз как целая группа в течение ~месяца снимали данные с тех. процесса, круглосуточно замеряя н-надцать показателей с целью построения мат. модели, где-то через год внедрились - поставили в нескольких местах датчики, сделали изменения в Регламенте. Не знаю как у Вас получится съём показателей в офф-лайне, это, ИМХО, всё равно, что ставить диагноз дедушке по телефону на основании рассказов бабушки

- так оно и есть Вообще, измерения электропроводности в технологическом процессе испытывают влияние не только концентрации данного вещества, но и других факторов, например, температуры электролита, концентрации других компонентов. Об этом тоже следует помнить при использовании данных измерений.

[Georg220981]

Здравствуйте! Я скорее больше физик, чем химик. Но пришлось по воле случая вторгнуться в мир химии.

...
Поиск литературы дал следующее - для водных электролитов разработана довольно неплохая теория для определения удельной электропроводности, но в данном случае она не подходит.
Для безводных электролитов и органических соединений такой конкретной общей теории нет. Есть отсылки, что для конкретных веществ были проведены эксперименты и данные о электропроводности.
Проблема состоит в определении зависимости удельной электропроводности от концентрации электролита. .....
Вопрос в следующем - есть ли на данный момент более менее однозначная теория в данной области или нет? И может быть подскажите литературу или статьи на которые стоит обратить внимание?

Вот вам в помощь :
"Электровыделение металлов из неводных растворов - Фиалков Ю.Я., Грищенко В.Ф" (http://alhimteh.ru/elektrohimiya/61-yel ... vorov.html). Качайте книгу и читайте 1-ую главу.