電解

電解（Electrolysis）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
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中文名： 電解

外文名 ：Electrolysis

提出者 ：科學家H.戴維

應用學科 ：化學

目錄

概念簡介

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定義：使電流通過電解質溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程叫做電解。

注意：

1、電流必須是直流而不是交流。

2、熔融態的電解質也能被電解。

在電解反應中，電能轉化為化學能。

構成電解池的條件

1、直流電源。

2、兩個電極。其中與電源的正極相連的電極叫做陽極，與電源的負極相連的電極叫做陰極。

3、電解質溶液或熔融態電解質。

原理分析

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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為溫度(K);n為電極反應中得失電子數;F為法拉第常數，等於96500C/mol;α1、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、電解液溫度、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，同時產生氫氧化鈉，陽極放出氧氣，同時產生鹽酸。

[以氯化銅(CuCl2)溶液的電解為例]

CuCl2是強電解質且易溶於水，在水溶液中電離生成Cu和Cl。

CuCl2===Cu+2Cl

通電前，Cu和Cl在水裡自由地移動着;通電後，這些自由移動着的離子，在電場作用下，改作定向移動。溶液中帶正電的Cu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，並兩兩結合成氯氣分子，從陽極放出。

陰極:Cu+2e==Cu

陽極:2Cl-2e==Cl2↑

電解CuCl2溶液的化學反應方程式:CuCl2=Cu+Cl2↑(通電)

電解質導電的實質

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對電解質溶液(或熔融態電解質)通電時，電子從電源的負極沿導線流入電解池的陰極，電解質的陽離子移向陰極得電子發生還原反應;電解質的陰離子移向陽極失去電子(有的是組成陽極的金屬原子失去電子)發生氧化反應，電子從電解池的陽極流出，並沿導線流回電源的正極。這樣，電流就依靠電解質溶液(或熔融態電解質)里陰、陽離子的定向移動而通過溶液(或熔融態電解質)，所以電解質溶液(或熔融態電解質)的導電過程，就是電解質溶液(或熔融態電解質)的電解過程。

用途

電解廣泛應用於冶金工業中，如從礦石或化合物提取金屬(電解冶金)或提純金屬(電解提純)，以及從溶液中沉積出金屬(電鍍)。金屬鈉和氯氣是由電解溶融氯化鈉生成的;電解氯化鈉的水溶液則產生氫氧化鈉和氯氣。

電解水產生氫氣和氧氣。水的電解就是在外電場作用下將水分解為H2(g)和O2(g)。

電解是一種非常強有力的促進氧化還原反應的手段，許多很難進行的氧化還原反應，都可以通過電解來實現。例如:可將熔融的氟化物在陽極上氧化成單質氟，熔融的鋰鹽在陰極上還原成金屬鋰。

電解工業在國民經濟中具有重要作用，許多有色金屬(如鈉、鉀、鎂、鋁等)和稀有金屬(如鋯、鉿等)的冶煉及金屬(如銅、鋅、鉛等)的精煉，基本化工產品(如氫、氧、燒鹼、氯酸鉀、過氧化氫、乙二腈等)的製備，還有電鍍、電拋光、陽極氧化等，都是通過電解實現的。

相關視頻

1、電解的原理及應用

2、電解規律