什麼是電解

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什麼是電解

電解是將電流通過電解質溶液或熔融態電解質,(又稱電解液),在陰極和陽極上引起氧化還原反應的過程,電化學電池在外加直流電壓時可發生電解過程。

電解是利用在作為電子導體的電極與作為離子導體的電解質的界面上發生的電化學反應進行化學品的合成高純物質的製造以及材料表面的處理的過程。通電時,電解質中的陽離子移向陰極,吸收電子,發生還原作用,生成新物質電解質中的陰離子移向陽極,放出電子,發生氧化作用,亦生成新物質。例如電解熔融氯化鈉。

電解原理電解質中的離子常處於無秩序的運動中,通直流電後,離子作定向運動。陽離子向陰極移動,在陰極得到電子,被還原陰離子向陽極移動,在陽極失去電子,被氧化。

在水電解過程中,OH在陽極失去電子,被氧化成氧氣放出H在陰極得到電子,被還原成氫氣放出。所得到的氧氣和氫氣,即為水電解過程的產品。

電解時,在電極上析出的產物與電解質溶液之間形成電池,其電動勢在數值上等於電解質的理論電解電壓。此理論電解電壓可由能斯特方程計算:式中E0為標準電極電位(R為氣體常數,等於8.314J/(K·mol)T為温度(K)n為電極反應中得失電子數F為法拉第常數,等於96500C/molα1、α2分別為還原態和氧化態物質的活度。整個電解過程的理論電解電壓為兩個電極理論電解電壓之差。

在水溶液電解時,究竟是電解質電離的正負離子還是水電離的H和OH離子在電極上放電,需視在該電解條件下的實際電解電壓的高低而定。實際電解電壓為理論電解電壓與超電壓之和。

影響超電壓的因素很多,有電極材料和電極間距、電解液温度、濃度、pH等。例如:在氯鹼生產過程中,濃的食鹽水溶液用碳電極電解時,陰極上放出氫氣,同時產生氫氧化鈉,陽極放出氯氣稀的食鹽水溶液電解時,陰極放出氫氣,同時產生氫氧根,與水中鈉離子結合為氫氧化鈉,陽極放出氧氣,同時產生氫離子,與水中氯離子結合產生氯化氫,溶於水產生鹽酸。氫氧化鈉與鹽酸反應生成氯化鈉和水。因此稀的食鹽水溶液電解反應為電解水反應,產生氫氣和氧氣。

電解是將電流通過電解質溶液或熔融態物質,(又稱電解液),在陰極和陽極上引起氧化還原反應的過程,電化學電池在外加電壓時可發生電解過程。 定義:在電解槽中,直流電通過電極和電解質,在兩者接觸的界面上發生電化學反應,以製備所需產品的過程。

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