電解

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Hofmann voltameter fr.svg

電解是指將電流通過電解質溶液或熔融態物質,而在陰極陽極上引起氧化還原反應的過程。電化學電池在接受外加電壓(即充電過程)時,會發生電解過程。所有離子化合物都是電解質,因為它們溶在液體中時,離子可以自由移動,所以可導電。

舉例[編輯]

電解一
電解二
電解

以下為電解水的例子。

  • 正極(anode):

\rm 2H_2O \longrightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^-
  • 負極(cathode):

\rm 2H_2O + 2e^- \longrightarrow H_2 + 2OH^-

總反應式


\rm 2H_2O \longrightarrow 2H_2 + O_2

在這個反應中,陽極產生放出電子的反應(氧化),陰極產生取得電子的反應(還原)。

歷史[編輯]

電解的英文electrolysis是由希臘文ἤλεκτρον[ɛ̌ːlektron]「琥珀」和λύσις [lýsis] 「溶解」而來。

應用[編輯]

電解可用來進行各種電化學的製備和生產,是重要的工業過程。

  • 氯鹼工業:電解食鹽鹽水(氯化鈉溶液),陽極產生氯氣,陰極產生氫氧化鈉溶液。
  • 熔鹽電解:電負性高的和電負性低的鹼金屬鹼土金屬以及各種難熔的金屬只能通過相應的熔鹽電解才能製得。
  • 電冶金:等金屬可通過電解法從礦石提取液中分離。
  • 電解精鍊:通過電解精鍊可以獲得高純度的金屬。
  • 電鍍、電拋光是重要的金屬表面精飾工藝。
  • 電解水:將做為飲水用途的自來水(內溶適量中性鹽類離子化合物),經淨化後電解分離的鹼性離子水,及提供作為環保消毒或皮膚外療的酸性離子水。
  • 儲能:將電解為氫氣氧氣,將氫氣儲存起來,做為燃料電池的燃料。

法拉第定律[編輯]

法拉第第一電解定律[編輯]

電解過程中,在電極發生化學反應而產生的物質的質量與通過電解質的電量成正比。

  • 電量=電流×時間(Q=I·t)

法拉第第二電解定律[編輯]

當相同電量通過不同電解質時,沉積在電極的元素的摩爾數與它的離子所帶的電荷大小成反比。

參見[編輯]

參考資料[編輯]

  1. ^ The Supplement (1803 edition) to Encyclopedia Britannica 3rd edition (1797), volume 1, page 225, "Mister Van Marum, by means of his great electrical machine, decomposed the calces of tin, zinc, and antimony, and resolved them into their respective metals and oxygen" and gives as a reference Journal de Physiques, 1785.
  2. ^ Sir William Crookes. The Chemical news and journal of industrial science; with which is incorporated the "Chemical gazette.": A journal of practical chemistry in all its applications to pharmacy, arts and manufactures. Chemical news office. 1875: 294– [27 February 2011]. 

外部連結[編輯]