什么是电解？ - 定义、原理和过程

什么是电解？

电解过程可以用多种方式定义：

• 利用直流电刺激非自发化学反应的技术称为**电解**。

• 换句话说，通过离子物质传递电流将其分解成简单物质的过程称为**电解**。

• 或者，**电解**是基于电能可以产生化学变化的事实，即它可以导致化学反应发生的过程。

电解原理

电解的原理基于“**电解质**”这一术语。电解质是一种含有自由离子的物质，使该物质具有导电性。通常，电解质是离子溶液，但熔融电解质和固体电解质也存在。

在自然界中，电解质的原子紧密结合在一起，但当溶解时，这种键会变弱，电解质的分子会分裂成两种类型的离子，即阳离子（带正电的离子）和阴离子（带负电的离子），在溶液中自由移动。

现在，如果将两个电极浸入电解质中并连接到直流电源。然后，溶液中自由移动的阳离子会被阴极吸引，而溶液中自由移动的阴离子会被阳极吸引。

电解过程

为了理解电解过程，我们考虑以下示例。

考虑一个盛满水的坩埚，其中浸入两个电极，即阳极和阴极，这些电极由直流电源供电。电解过程的装置如图所示。

现在，当氯化钠（NaCl）盐溶解在水中时，它会分解成带正电的Na⁺离子以及带负电的Cl⁻离子，在溶液中自由移动。由于电极连接到直流电源，因此带正电的Na⁺离子向阴极移动，而带负电的Cl⁻离子向阳极移动。

到达阴极后，每个带正电的钠（Na⁺）离子从阴极获取一个电子并形成钠金属。类似地，每个带负电的氯离子会将一个电子传递给阳极，并停止成为阴离子。现在，沉积在阴极上的钠金属与水发生反应，并释放出氧气和氯化氢，即：

$$\mathrm{4Cl\: +\: 2H_{2}O\to 4HCL\: +\: O_{2}} $$

这种从水中氯化钠（NaCl）中在阴极沉积钠的过程称为**电解**。

现在，如果阴极由钠制成，则氯化氢会再次与钠金属反应，形成氯化钠并释放出氢气。此过程也可以用以下化学反应表示。

$$\mathrm{2HCl\: +\: 2Na\to 2NaCl+H_{2}} $$

电解的应用

电解被广泛用于：

• 精炼金属，如金、银、铜等。

• 从矿石中提取纯金属，如铝、铜、锌等。

• 各种电沉积过程，如电镀、电铸等。

• 制造各种化学品。

Manish Kumar Saini

更新于： 2022年4月6日

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