电解原理知识讲解（浅析电解过程中的变化）

电解是直流电通过电解质溶液（或熔融电解质）而在阴、阳电极引起氧化还原反应的过程。伴随电解过程常常发生一系列的变化。

一、能量的变化

电解过程实质上是在外加电流的作用下，迫使电解液中的离子作定向运动，并在两极放电，发生氧化还原反应，其能量变化为电能转化为化学能。

二、离子运动的变化

电解质溶液在通电前、阴、阳离子进行着杂乱无章的、无规则的自由热运动。当接通外加电源，在电流的作用下，迫使离子作定向移动，其运动方向为：阳离子向阴极运动，阴离子向阳极运动，并在两电极放电。

三、溶液浓度的变化

随着电解的进行，阴、阳离子在电极放电，因此，电解液中离子浓度也随之发生变化。通常有下列几种情形：

1、电解液浓度变小

电解时，电解质的阴、阳离子分别在两电极放电，就会使电解质溶液的浓度变小。

（1）阴离子发生电极反应:如：以石墨为电极电解饱和食盐水时，Cl-离子在阳极发生电极反应：

2Cl--2e=Cl2↑，

使其中的Cl-减少，NaCl的浓度降低。

（2）阳离子发生电极反应：如：以石墨为电极电解硫酸铜溶液，由于Cu2 离子在阴极发生电极反应：

Cu2 2e=Cu，

使Cu2 的量减少，CuSO4溶液的浓度降低。

（3）阴、阳离子均参加电极反应:如以石墨为电极电解CuCl2溶液，由于

Cu2 在阴极放电：Cu2 2e=Cu，

Cl-在阳极放电：2Cl--2e=Cl2↑，

使Cu2 、Cl-的量均减少，CuCl2溶液的浓度降低。

2、电解液的浓度变大

这种情况实际上电解的是水。2H2O=(通电)2H2↑ O2↑，电解质只起增强导电性的作用，并未参加电解反应。由于电解过程中溶剂量减少，而溶质并未发生反应，所以，电解质溶液的浓度会随着电解的进行而增大。如：

以惰性电极电解含氧酸及活泼金属的含氧酸盐、强碱的溶液（如：稀H2SO4、KNO3溶液、NaOH溶液等）都属于这种情形。

3、电解液浓度不变

这类情形主要是电镀和电解精炼金属。由于电极为活性电极，电极要参加电解反应，电解质中有多少离子在电极上放电，另一电极就有等量的金属溶解进入溶液，因此，理论上讲，此时的电解液浓度是不发生变化的。如：

（1）电镀锌：当Zn2 在阴极发生反应:

Zn2 2e=Zn，

同时金属锌在阳极发生反应：

Zn-2e=Zn2 ，

析出的锌被溶解的锌所补充。

（2）电解精炼铜：当Cu2 在阴极放电析出铜:

Cu2 2e=Cu，

同时，粗铜在阳极放电溶解进入溶液:

Cu-2e=Cu2 ，

使溶液中的Cu2 得到补偿。

四、溶液pH值的变化

电解时溶液pH值变化的一般规律是：

1、电解无氧酸（如HCl）、活泼金属的无氧酸盐（如NaCl）、可溶性强碱液（如NaOH）等，由于H 放电而OH-不放电，其结果使溶液的pH值升高。

2、电解含氧酸溶液（如H2SO4）、不活泼金属的含氧酸盐溶液（如CuSO4）,由于OH-在阳极放电，而H 却不在阴极放电，所以溶液的pH值将变小。

3、电解不活泼金属的无氧酸盐溶液（如CuCl2），电解质离子在两电极放电，H 、OH-均不在电极放电，但电解抑制了不活泼金属离子的水解，所以，电解的结果使溶液的pH值逐渐趋近于7。

4、电解活泼金属的含氧酸盐（如KNO3、Na2SO4 等）溶液，H 和OH-均在两电极放电，但其相对量并不发生改变，所以溶液的pH值不发生变化。

五、电极的变化

在电解过程中，根据所用材料的不同，电极有可能参加电极反应，参加反应的电极为活性电极，如：电解精炼铜、电镀锌时，作为阳极的金属铜、锌都是要参加电极反应的。 但大多数情况下，电极是不参加反应的，这种电极为惰性电极。

六、电解液体积的变化

由于在电解过程中，一些离子在两电极放电，可能有气体逸出，或者有金属沉积等，如：以惰性电极电解饱和食盐水时，生成H2和Cl2，电解水生成H2和O2，由于气体的逸出，使电解液的体积变小。