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五口电解池放电顺序分析
点击次数:4205 更新时间:2018-03-20
   五口电解池放电顺序分析
  五口电解池电解的实质就是溶液中的阴离子、阳离子分别在电流的作用下向阳极,阴极移动,并接受或失去电子发生氧化还原反应。而我们在学习五口电解池时,首先学习的是电解饱和食盐水。其中在阴极发生的反应为:2H+ +2e=H2 但显而易见,溶液中其实并不存在氢离子,这样写的原因就在于考虑到五口电解池反应的原理(阳离向阴极移动,并且是阳离子被还原)因而在写阴极反应时,反应物写氢离子而非水(2H20+2e=H2+2OH-)但是,在写总反应方程式时,反应物却写的是水,说明的正是这一点。类似的,在电解硫酸铜溶液的电极反应式中,-2价的氧在阳极被氧化,由于按照五口电解池原理,在阳极被氧化的是阴离子,因此在写电极反应式时,选取的是氢氧根(并非说溶液中含有氢氧根)。
  同样,在写电极总反应式时,反应物中不再含有氢氧根(反应的实质也的确如你所说生成硫酸)总方程式:2Cu2+ +2h20==2Cu+4H+ +O2 (因为水中的羟基被氧化,自然氢离子就相对多了,溶液也就成酸性)至于你提问中说到的阳极有较多的氢氧根,可以这么理解:水由于微弱的电离时溶液中含有极少量的氢氧根,在电流的作用下,他们移动到阳极并被氧化。然后根据平衡的原理,水进一步电离出氢氧根,再移向阳极被氧化。因此并不是说溶液中有较多的氢氧根,只是平衡不断移动的结果(这也就是总方程式不写氢氧根的根本原因)。
  五口电解池放电顺序优先决定于氧化(还原)性强弱还是电性?这个问题,小编根据一些资料进行了简单的分析,如果您对五口电解池有不同的意见,与我们进行交流。
  因为具有氧化还原活性的离子在电极上发生氧化还原反应取决于很多因素:浓度,电解液,电极材料等等。
  1) 浓度对氧化还原电位的影响可以参照能斯特方程。
  2) 电解液的影响会复杂一些,但主要可以分为电解液中除具有氧化还原活性的离子之外是否还有其他支持电解质。对这个问题来说就是溶液中只有氢离子和重铬酸根呢还是有其他离子,比如钾离子,氯离子,钾离子,氯离子在这里就可以作为支持电解质,如果支持电解质浓度比较高的话,电场(静电力)对电活性物质的氧化还原反应影响就会小很多(物质传递中迁移项可以忽略)。
  3) 电极材料对氧化还原反应影响也是不能忽略的,很重要的一个例子便是铂电极还原氢离子的过电位很小(很接近标准电位),而氢离子在汞电极上还原过电位就很大。这其中又会涉及双电层、吸附等相关因素。
  而且以上还只是基于五口电解池基础理论作出的一些讨论,从实验方面来讲,复杂度就更高了。含有重铬酸根的溶液在电化学还原时可能会在在阴极表面出现一层由三价铬形成的非常薄的膜(取决于溶液pH,不知道题主所说的“有大量氢离子的溶液”pH是多少。)这层膜会阻碍重铬酸根靠近阴极继续反应。但不会影响氢离子的通过。所以此时如果继续还原,不会继续得到三价铬,只能得到氢气。
  综上所述,五口电解池不能仅仅通过氧化(还原)性的强弱来判断电化学反应的顺序。
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