電解有哪些原理-電解知識(shí)

時(shí)間：2024-10-23 14:15:07 電子技術(shù) 我要投稿

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電解有哪些原理-電解知識(shí)

　　電解是電流通過(guò)物質(zhì)而引起化學(xué)變化的過(guò)程。化學(xué)變化是物質(zhì)失去或獲得電子(氧化或還原)的過(guò)程。下面，小編為大家講講電解原理的相關(guān)知識(shí)，希望對(duì)大家有所幫助!

電解有哪些原理-電解知識(shí)

　　電解原理

　　電解質(zhì)中的離子常處于無(wú)秩序的運(yùn)動(dòng)中，通直流電后,離子作定向運(yùn)動(dòng)(圖1)。陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，在陰極得到電子，被還原;陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，在陽(yáng)極失去電子，被氧化。

　　在水電解過(guò)程中，OH在陽(yáng)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(guò)程的產(chǎn)品。

　　電解時(shí)，在電極上析出的產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液之間形成電池，其電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電解質(zhì)的理論電解電壓。此理論電解電壓可由能斯特方程計(jì)算：

　　式中E0為標(biāo)準(zhǔn)電極電位(R為氣體常數(shù)，等于8.314J/(K·mol);T為溫度(K);n為電極反應(yīng)中得失電子數(shù);F為法拉第常數(shù)，等于96500C/mol;α1、α2分別為還原態(tài)和氧化態(tài)物質(zhì)的活度。

　　整個(gè)電解過(guò)程的理論電解電壓為兩個(gè)電極理論電解電壓之差。

　　在水溶液電解時(shí)，究竟是電解質(zhì)電離的正負(fù)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(shí)際電解電壓的高低而定。實(shí)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、電解液溫度、濃度、pH等。例如：在氯堿生產(chǎn)過(guò)程中,濃的食鹽水溶液用碳電極電解時(shí),陰極上放出氫氣，同時(shí)產(chǎn)生氫氧化鈉，陽(yáng)極放出氯氣;稀的食鹽水溶液電解時(shí)，陰極放出氫氣，同時(shí)產(chǎn)生氫氧化鈉，陽(yáng)極放出氧氣，同時(shí)產(chǎn)生鹽酸。

　　電解原理分析

　　[以氯化銅(CuCl2)溶液的電解為例]

　　CuCl2是強(qiáng)電解質(zhì)且易溶于水，在水溶液中電離生成Cu2+和Cl-。

　　CuCl2===Cu2++2Cl-

　　通電前，Cu2+和Cl-在水里自由地移動(dòng)著;通電后，這些自由移動(dòng)著的離子，在電場(chǎng)作用下，改作定向移動(dòng)。溶液中帶正電的Cu2+向陰極移動(dòng)，帶負(fù)電的氯離子向陽(yáng)極移動(dòng)。

　　在陰極，銅離子獲得電子而還原成銅原子覆蓋在陰極上;在陽(yáng)極，氯離子失去電子而被氧化成氯原子，并兩兩結(jié)合成氯氣分子，從陽(yáng)極放出。

　　陰極：Cu2++2e-==Cu

　　陽(yáng)極：2Cl--2e-==Cl2↑

　　電解CuCl2溶液的化學(xué)反應(yīng)方程式：CuCl2=Cu+Cl2↑(通電)

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