電解原理

  電解質(zhì)中的離子常處于無秩序的運動中，通直流電后，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(chǎn)品。電解時，在電極上析出的產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液之間形成電池，其電動勢在數(shù)值上等于電解質(zhì)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(shù)，等于8.314J/(K·mol)；T為溫度(K)；n為電極反應中得失電子數(shù)；F為法拉第常數(shù)，等于96500C/mol；α1、α2分別為還原態(tài)和氧化態(tài)物質(zhì)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(zhì)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：在氯堿生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生氫氧化鈉，陽極放出氧氣，同時產(chǎn)生鹽酸。