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五口電解池放電順序分析
點(diǎn)擊次數:5459 更新時(shí)間:2018-03-20
五口電解池放電順序分析
五口電解池電解的實(shí)質(zhì)就是溶液中的陰離子、陽(yáng)離子分別在電流的作用下向陽(yáng)極,陰極移動(dòng),并接受或失去電子發(fā)生氧化還原反應。而我們在學(xué)習五口電解池時(shí),首先學(xué)習的是電解飽和食鹽水。其中在陰極發(fā)生的反應為:2H+ +2e=H2 但顯而易見(jiàn),溶液中其實(shí)并不存在氫離子,這樣寫(xiě)的原因就在于考慮到五口電解池反應的原理(陽(yáng)離向陰極移動(dòng),并且是陽(yáng)離子被還原)因而在寫(xiě)陰極反應時(shí),反應物寫(xiě)氫離子而非水(2H20+2e=H2+2OH-)但是,在寫(xiě)總反應方程式時(shí),反應物卻寫(xiě)的是水,說(shuō)明的正是這一點(diǎn)。類(lèi)似的,在電解硫酸銅溶液的電極反應式中,-2價(jià)的氧在陽(yáng)極被氧化,由于按照五口電解池原理,在陽(yáng)極被氧化的是陰離子,因此在寫(xiě)電極反應式時(shí),選取的是氫氧根(并非說(shuō)溶液中含有氫氧根)。
同樣,在寫(xiě)電極總反應式時(shí),反應物中不再含有氫氧根(反應的實(shí)質(zhì)也的確如你所說(shuō)生成硫酸)總方程式:2Cu2+ +2h20==2Cu+4H+ +O2 (因為水中的羥基被氧化,自然氫離子就相對多了,溶液也就成酸性)至于你提問(wèn)中說(shuō)到的陽(yáng)極有較多的氫氧根,可以這么理解:水由于微弱的電離時(shí)溶液中含有極少量的氫氧根,在電流的作用下,他們移動(dòng)到陽(yáng)極并被氧化。然后根據平衡的原理,水進(jìn)一步電離出氫氧根,再移向陽(yáng)極被氧化。因此并不是說(shuō)溶液中有較多的氫氧根,只是平衡不斷移動(dòng)的結果(這也就是總方程式不寫(xiě)氫氧根的根本原因)。
五口電解池放電順序優(yōu)先決定于氧化(還原)性強弱還是電性?這個(gè)問(wèn)題,小編根據一些資料進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析,如果您對五口電解池有不同的意見(jiàn),與我們進(jìn)行交流。
因為具有氧化還原活性的離子在電極上發(fā)生氧化還原反應取決于很多因素:濃度,電解液,電極材料等等。
1) 濃度對氧化還原電位的影響可以參照能斯特方程。
2) 電解液的影響會(huì )復雜一些,但主要可以分為電解液中除具有氧化還原活性的離子之外是否還有其他支持電解質(zhì)。對這個(gè)問(wèn)題來(lái)說(shuō)就是溶液中只有氫離子和重鉻酸根呢還是有其他離子,比如鉀離子,氯離子,鉀離子,氯離子在這里就可以作為支持電解質(zhì),如果支持電解質(zhì)濃度比較高的話(huà),電場(chǎng)(靜電力)對電活性物質(zhì)的氧化還原反應影響就會(huì )小很多(物質(zhì)傳遞中遷移項可以忽略)。
3) 電極材料對氧化還原反應影響也是不能忽略的,很重要的一個(gè)例子便是鉑電極還原氫離子的過(guò)電位很小(很接近標準電位),而氫離子在汞電極上還原過(guò)電位就很大。這其中又會(huì )涉及雙電層、吸附等相關(guān)因素。
而且以上還只是基于五口電解池基礎理論作出的一些討論,從實(shí)驗方面來(lái)講,復雜度就更高了。含有重鉻酸根的溶液在電化學(xué)還原時(shí)可能會(huì )在在陰極表面出現一層由三價(jià)鉻形成的非常薄的膜(取決于溶液pH,不知道題主所說(shuō)的“有大量氫離子的溶液”pH是多少。)這層膜會(huì )阻礙重鉻酸根靠近陰極繼續反應。但不會(huì )影響氫離子的通過(guò)。所以此時(shí)如果繼續還原,不會(huì )繼續得到三價(jià)鉻,只能得到氫氣。
綜上所述,五口電解池不能僅僅通過(guò)氧化(還原)性的強弱來(lái)判斷電化學(xué)反應的順序。
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