電解(Electrolysis)是將電流通過電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)電解質(zhì)(電解液),在陰極和陽極上引起氧化還原反應(yīng)的過程,電化學電池在外加直流電壓時可發(fā)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(zhì)的界面上發(fā)生的電化學反應(yīng)進行化學品的合成高純物質(zhì)的制造以及材料表面的處理的過程。通電時,電解質(zhì)中的陽離子移向陰極,吸收電子,發(fā)生還原作用,生成新物質(zhì);電解質(zhì)中的陰離子移向陽極,放出電子,發(fā)生氧化作用,生成新物質(zhì)。
以氯化銅(CuCl2)溶液的電解為例:
CuCl2是強電解質(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-在水里自由地移動著;通電后,這些自由移動著的離子,在電場作用下,改作定向移動。溶液中帶正電的Cu2+向陰極移動,帶負電的氯離子向陽極移動。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,從陽極放出。
陰極:Cu2++2e-==Cu
陽極:2Cl--2e-==Cl2↑
電解CuCl2溶液的化學反應(yīng)方程式:CuCl2=Cu+Cl2↑(通電)
陰離子:S2->I->Br->cl->OH->SO42->F-
陽離子:Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
注:鋁離子,鎂離子,鈉離子,鈣離子,鉀離子得電子能力遠遠小于氫離子得電子能力,所以這些離子不能在水溶液條件下在電極(陰極)析出;但在熔融狀態(tài)下可以放電。三價鐵離子在陰極上得電子生成亞鐵離子,而非鐵單質(zhì)。 [2]
電解質(zhì)是指在水溶液中或熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔铩@缢?、堿和大部份鹽等。凡在上述情況下不能導電的化合物叫非電解質(zhì),例如蔗糖、酒精等。單質(zhì),混合物不管在水溶液中或熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ娕c否,都不是電解質(zhì)。
在水溶液里或熔融狀態(tài)下能導電的化合物叫電解質(zhì)?;衔飳щ姷那疤幔浩鋬?nèi)部存在著自由移動的陰陽離子。離子化合物在水溶液中或熔化狀態(tài)下能導電;共價化合物:某些也能在水溶液中導電(如HCl,其它為非電解質(zhì))。強電解質(zhì)一般有:強酸強堿,大多數(shù)鹽,活潑金屬的氧化物、氫化物;弱電解質(zhì)一般有:(水中只能部分電離的化合物)弱酸(可逆電離,分步電離<多元弱酸>,弱堿(如NH3·H2O)。另外,水是極弱電解質(zhì)。
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