电解氧化法的原理

问题更新日期：2024-10-21 08:36:09

问题描述

精选答案

原理

电解质中的离子常处于无秩序的运动中，通直流电后，离子作定向运动。阳离子向阴极移动，在阴极得到电子，被还原；阴离子向阳极移动，在阳极失去电子，被氧化。在水电解过程中，OH在阳极失去电子，被氧化成氧气放出；H在阴极得到电子，被还原成氢气放出。所得到的氧气和氢气，即为水电解过程的产品。电解时，在电极上析出的产物与电解质溶液之间形成电池，其电动势在数值上等于电解质的理论电解电压。此理论电解电压可由能斯特方程计算：

式中E0为标准电极电位（R为气体常数，等于8.314J/(K·mol)；T为温度(K)；n为电极反应中得失电子数；F为法拉第常数，等于96500C/mol；α1、α2分别为还原态和氧化态物质的活度。整个电解过程的理论电解电压为两个电极理论电解电压之差。

在水溶液电解时，究竟是电解质电离的正负离子还是水电离的H和OH离子在电极上放电，需视在该电解条件下的实际电解电压的高低而定。实际电解电压为理论电解电压与超电压之和。影响超电压的因素很多，有电极材料和电极间距、电解液温度、浓度、pH等。例如：在氯碱生产过程中，浓的食盐水溶液用碳电极电解时，阴极上放出氢气，同时产生氢氧化钠，阳极放出氯气；稀的食盐水溶液电解时，阴极放出氢气，同时产生氢氧化钠，阳极放出氧气，同时产生盐酸。

原理分析

以氯化铜（CuCl2）溶液的电解为例：

CuCl2是强电解质且易溶于水，在水溶液中电离生成Cu和Cl。

CuCl2===Cu+2Cl通电前，Cu和Cl在水里自由地移动着；通电后，这些自由移动着的离子，在电场作用下，改作定向移动。溶液中带正电的Cu向阴极移动，带负电的氯离子向阳极移动。在阴极，铜离子获得电子而还原成铜原子覆盖在阴极上；在阳极，氯离子失去电子而被氧化成氯原子，并两两结合成氯气分子，从阳极放出。

阴极：Cu+2e==Cu

阳极：2Cl-2e==Cl2↑

电解CuCl2溶液的化学反应方程式：CuCl2=Cu+Cl2↑(通电）

两极放电顺序

阴离子：S>I>Br>cl>OH>SO4>F

阳离子：Ag>Hg>Fe>Cu>H>Pb>Sn>Fe>Zn>Al>Mg>Na>Ca>K

注：铝离子，镁离子，钠离子，钙离子，钾离子得电子能力远远小于氢离子得电子能力，所以这些离子不能在水溶液条件下在电极（阴极）析出；但在熔融状态下可以放电。三价铁离子在阴极上得电子生成亚铁离子，而非铁单质。

其他回答

会计部落

电化学氧化是在电解槽中放入有机物的溶液或悬浮液，通过直流电，在阳极上夺取电子使有机物氧化或是先使低价金属氧化为高价金属离子，然后高价金属离子再使有机物氧化的方法。电化学氧化原理是：有机物的某些官能团具有电化学活性,通过电场的强制作用,官能团结构发生变化,从而改变了有机物的化学性质，使其毒性减弱以至消失，增强了生物可降解性。

其他回答

会计部落

电化学氧化法的原理就是原电池反应。正极被氧化，负极被还原。