fbpx
维基百科

电解池

电解池(electrolytic cell)又称电解电池,是用于电解的装置,可以将电能转化为化学能,使某些平常情况下无法自发的化学反应得以发生。

1884年绘制的一个制取氢氧混合气的电解池

电解池一般由电解液和两个电极组成,电解液可以是盐类的水溶液也可以是熔融的盐类。当在电极上加上外加电场时,电解液中的离子会被带相反电荷的电极所吸引,靠近该电极,进而在该电极上发生得电子或失去电子的还原或氧化反应。电解池的重要应用例子包括电解水、电解食盐水、电解熔融的氧化铝制取等过程。材料的电镀和金属的精炼也通过电解池进行[1]

电极定义与原理 编辑

麥可·法拉第定义与电源负极相连的电极为阴极,阴极带负电荷,吸引带正电的离子在阴极上得到电子,还原后生成金属或气体。相對的,他定义与电源的正极相连的电极为阳极,阳极带正电荷,吸引带负电的离子在阳极上失去电子,形成气体逸出。

应用 编辑

电解水溶液 编辑

 
电解氯化钠水溶液示意图

当有外界电压时,水电离出的带正电的氢正离子会接近带有负电荷的阴极,在阴极上得到电子生成氢气。而水电离出的带负电的氢氧根则会接近带正电的阳极,在阳极上失去电子产生氧气。 若电解氯化钠水溶液,阴极上仍然是水分子得到电子生成氢气;

2H
2
O
+ 2e → H2 + 2OH

而在阳极上,氯离子相比氢氧根更容易失去电子,所以发生的反应是氯离子失去电子产生氯气,

2ClCl
2
+ 2e

同时导致溶液中氢氧根逐渐增多,总反应为氯化钠水溶液电解后产生氢气、氯气氢氧化钠[2]

电解制取难还原的金属 编辑

对于、铝等较活泼金属的化合物,其中的金属离子很难得到电子还原成单质,故一般的还原法无法获得金属,可在电解池中通过外加电场促使还原反应发生。 如制取铝的霍尔-埃鲁法,其基本反应是电解熔融的氧化铝制得单质铝: 冰晶石、氧化铝和氟化铝的混合溶液加上直流电压后,带正电的铝离子会聚集在阴极附近,获得电子生成单质铝,而氧离子则在石墨焦炭制成的阳极附近失去电子,生成氧原子。按照理论计算,生成一千克铝所耗能量为8.7千瓦时[3],现代工业规模的铝电解池一般需11.5-13.5千瓦时的电能生产1千克铝,所用的电解池通常使用的电流都达数百安培[4]

参考文献 编辑

  1. ^ 傅献彩等. 物理化学,第五版. 高等教育出版社. 2005年7月: 676–679. 
  2. ^ Bommaraju, Tilak V.; Orosz, Paul J.; Sokol, Elizabeth A. Electrochemistry Encyclopedia: Brine Electrolysis. Cleveland: Case Western Rsserve University. 2007. 
  3. ^ Christoph Schmitz. Handbook of Aluminium Recycling. Vulkan-Verlag GmbH. 2006: 18-24. 
  4. ^ . [2014-02-09]. (原始内容存档于2013-09-27). 

电解池, electrolytic, cell, 又称电解电池, 是用于电解的装置, 可以将电能转化为化学能, 使某些平常情况下无法自发的化学反应得以发生, 1884年绘制的一个制取氢氧混合气的一般由电解液和两个电极组成, 电解液可以是盐类的水溶液也可以是熔融的盐类, 当在电极上加上外加电场时, 电解液中的离子会被带相反电荷的电极所吸引, 靠近该电极, 进而在该电极上发生得电子或失去电子的还原或氧化反应, 的重要应用例子包括电解水, 电解食盐水, 电解熔融的氧化铝制取铝等过程, 材料的电镀和金属的精炼也通过进行, . 电解池 electrolytic cell 又称电解电池 是用于电解的装置 可以将电能转化为化学能 使某些平常情况下无法自发的化学反应得以发生 1884年绘制的一个制取氢氧混合气的电解池电解池一般由电解液和两个电极组成 电解液可以是盐类的水溶液也可以是熔融的盐类 当在电极上加上外加电场时 电解液中的离子会被带相反电荷的电极所吸引 靠近该电极 进而在该电极上发生得电子或失去电子的还原或氧化反应 电解池的重要应用例子包括电解水 电解食盐水 电解熔融的氧化铝制取铝等过程 材料的电镀和金属的精炼也通过电解池进行 1 目录 1 电极定义与原理 2 应用 2 1 电解水溶液 2 2 电解制取难还原的金属 3 参考文献电极定义与原理 编辑麥可 法拉第定义与电源负极相连的电极为阴极 阴极带负电荷 吸引带正电的离子在阴极上得到电子 还原后生成金属或气体 相對的 他定义与电源的正极相连的电极为阳极 阳极带正电荷 吸引带负电的离子在阳极上失去电子 形成气体逸出 应用 编辑电解水溶液 编辑 nbsp 电解氯化钠水溶液示意图当有外界电压时 水电离出的带正电的氢正离子会接近带有负电荷的阴极 在阴极上得到电子生成氢气 而水电离出的带负电的氢氧根则会接近带正电的阳极 在阳极上失去电子产生氧气 若电解氯化钠水溶液 阴极上仍然是水分子得到电子生成氢气 2H2 O 2e H2 2OH 而在阳极上 氯离子相比氢氧根更容易失去电子 所以发生的反应是氯离子失去电子产生氯气 2Cl Cl2 2e 同时导致溶液中氢氧根逐渐增多 总反应为氯化钠水溶液电解后产生氢气 氯气和氢氧化钠 2 电解制取难还原的金属 编辑 对于钠 镁 铝等较活泼金属的化合物 其中的金属离子很难得到电子还原成单质 故一般的还原法无法获得金属 可在电解池中通过外加电场促使还原反应发生 如制取铝的霍尔 埃鲁法 其基本反应是电解熔融的氧化铝制得单质铝 2 Al 2 O 3 l 4 Al 3 O 2 textstyle ce 2Al2O3 l gt 4Al 3O2 nbsp 冰晶石 氧化铝和氟化铝的混合溶液加上直流电压后 带正电的铝离子会聚集在阴极附近 获得电子生成单质铝 而氧离子则在石墨或焦炭制成的阳极附近失去电子 生成氧原子 按照理论计算 生成一千克铝所耗能量为8 7千瓦时 3 现代工业规模的铝电解池一般需11 5 13 5千瓦时的电能生产1千克铝 所用的电解池通常使用的电流都达数百安培 4 参考文献 编辑 傅献彩等 物理化学 第五版 高等教育出版社 2005年7月 676 679 Bommaraju Tilak V Orosz Paul J Sokol Elizabeth A Electrochemistry Encyclopedia Brine Electrolysis Cleveland Case Western Rsserve University 2007 使用 accessdate 需要含有 url 帮助 Christoph Schmitz Handbook of Aluminium Recycling Vulkan Verlag GmbH 2006 18 24 DUBAL 2008 installed cell amperage for DX Technology 2014 02 09 原始内容存档于2013 09 27 取自 https zh wikipedia org w index php title 电解池 amp oldid 70904418, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

文章

,阅读,下载,免费,免费下载,mp3,视频,mp4,3gp, jpg,jpeg,gif,png,图片,音乐,歌曲,电影,书籍,游戏,游戏。