電解產物

電解產物顧名思義即通過電解反應得到的生成物。如果電解的是熔融鹽，電極採用鉑或石墨等惰性電極，電極產物只可能是熔融鹽的陽、陰離子分別在陰、陽兩極上進行還原和氧化後所得的產物。如果電解的是鹽類的水溶液，電解液中除了鹽類離子外還有H⁺和OH^-離子存在，電解時，離子在電極上的析出順序就要視情況而定了。

基本介紹

• 中文名：電解產物
• 外文名：Electrolyte product
• 理論基礎：電化學原理
• 方法：電解
• 分類：陽極電解、陰極電解
• 套用：電鍍、精煉粗銅

離子放電順序

陽極：金屬(Pt，Au除外)>S^2->I^->Br^- >Cl^->OH^->含氧酸根離子>F^-

陰極：Ag⁺>Hg²⁺>Cu²⁺>Pb²⁺>Fe²⁺>Zn²⁺>H⁺>Al³⁺>Mg²⁺>Na⁺>Ca²⁺>K⁺

(1)由於失電子能力：OH^->含氧酸根離子>F-，所以一般含氧酸根離子及F不會在水溶液中失去電子，而是OH^-失電子產生O₂。

(2)由於得電子能力：H⁺> Al³⁺> Mg²⁺>Na⁺>Ca²⁺>K⁺,所以H⁺、 Al³⁺、Mg²⁺、Na⁺、Ca²⁺、K⁺等活潑金屬陽離子不會在水溶液中得電子，而是H⁺得電子產生H₂。

(3)除Pt、Au等不活潑金屬外，金屬若作陽極，均為金屬失去電子。要明確溶液中陰陽離子的放電順序，有時還需兼顧溶液的離子濃度。如果離子濃度相差懸殊的情況下，離子濃度大的有可能先放電。例如，理論上H⁺的放電能力大於Fe²⁺、Zn²⁺，但在電解濃度大的硫酸亞鐵或硫酸鋅溶液時，由於溶液[Fe²⁺]或[Zn²⁺]遠大於[H⁺]，則先在陰極上放電的是Fe²⁺或Zn²⁺，因此，陰極的主要產物是Fe或Zn。當然在水溶液中Al、Mg、Na等是不會在陰極上放電的。離子放電的順序跟離子本性、離子濃度、電極材料、電壓等很多因素有關。

電解產物的判斷

先要判斷陽極材料，是惰性電極還是活性電極。若陽極為活性電極(除Au、Pt、石墨以外的金屬)，則陽極反應為電極材料失去電子，電極被溶解，變成離子進入溶液。溶液中的陰離子一般不失去電子，如用銅電極電解Na₂SO₄。若陽極為惰性材料，則根據陰離子的放電順序加以判斷。通常情況,S^2-、I^-、Br^-、CI^-放電的產物分別是S、I₂、Br₂、Cl₂；若OH^-放電，則得到H₂O和O₂。

以情性電極電解酸、鹼、鹽的水溶液，可以總結出如下規律：

(1)水不參加反應，相當於溶質分解，如無氧酸，不活潑金屬的無氧酸鹽。

(2)只有水參加的反應，相當於電解水，如含氧酸、強鹼、活潑金屬的含氧酸鹽。

(3)水和溶質均參加反應，如話潑金屬的無氧酸鹽和不活潑金屬的含氧酸鹽。

電鍍

電鍍是套用電解原理在某些金屬表面鍍上一種薄層金屬或合金的方法。電鍍液為含有鍍層金屬離子的溶液。陽極：鍍層金屬，失去電子，成為離子進人溶液。陰極：鍍金屬(鍍件) ，溶液中的金屬離子得電子，成為金屬原子，附著在金屬表面。

銅有許多優良性能，被廣泛套用於工業中，人們常在鋼鐵表面鍍銅來改善金屬製件的性能。鍍銅層雖然可以直接用作表層，但通常則主要用於電鍍其他金屬前的預鍍層。例如，在鋼鐵表面電鍍其他金屬時，往往要先預鍍上銅片，待鍍一薄層銅，然後再鍍所需鍍的金屬，這樣可以使鍍層更加牢固和光亮，因此鍍銅是套用最廣的電鍍方法。在電鍍的實際生產中，反應過程複雜得多。為了使鍍層緻密、堅固、光亮，生產中要採取很多措施。例如，在電鍍前要對鍍件進行拋光、除油、酸洗、水洗等預處理，並且還常在電鍍液中加入一些其他鹽類，以增加溶液的導電性，促進陽極的溶解，還要在電鍍液中加入一些添加劑。在電鍍時，要不斷攪拌，並控制溫度、電流、電壓和使電解液的pH在一定範圍之內。

精煉粗銅

一般火法冶煉得到的粗銅中含有多種雜質(如鋅、鐵、鎳、銀、金等)，這種粗銅的導電性遠不能滿足電氣工業的要求，如果用以制電線，就會大大降低電線的導電能力，因此必須利用電解的方法精煉粗銅。電解時，用粗銅板作陽極，與直流電源的正極相連，用純銅片作陰極，與電源的負極相連，用CuSO₄溶液(加人一定量的硫酸)作電解液。當含雜質的銅在陽極不斷溶解時，位於金屬活動性順序銅以前的金屬雜質如Zn、Fe、Ni等，也會同時失去電子。

但是它們的陽離子比Cu²⁺難以還原，所以它們並不在陰極獲得電子析出，而只是留在電解液里。而位於金屬活動性順序銅之後的銀、金等金屬雜質，因為失去電子的能力比銅弱，難以在陽極失去電子變成陽離子而溶解，當陽極上的Cu失去電子變成離子溶解之後，它們是以金屬單質的形式沉積在電解槽底,形成陽極泥(陽極泥可作為提鍊金、銀等貴重金屬的原料)。這樣，在陰極就得到了純銅。用電解精煉法所得到的銅叫做電解銅，它的純度很高，可以達到99.95%~99.98%。