
电解(Electrolysis)是指在外加直流电作用下,化合物在电解液中发生离子迁移并分解为单质或新物质的化学过程。该术语由"电"(electric)和"解"(lysis,希腊语"分解"之意)构成,英语对应词为electrolysis,最早由英国科学家迈克尔·法拉第在1834年提出。
在电化学体系中,电解质溶液中的阳离子向阴极移动并获得电子(还原反应),阴离子则向阳极迁移并失去电子(氧化反应)。以水电解为例,其反应式可表示为: $$ 2H_2O(l) rightarrow 2H_2(g) + O_2(g) $$ 该过程遵循法拉第电解定律,即电解产物质量与通过的电量成正比。
工业应用涵盖多个领域:氯碱工业通过电解食盐水制备氢氧化钠、氯气和氢气;金属冶炼中采用电解法提纯铜、铝等金属;电镀技术利用电解原理在金属表面形成保护层。美国化学学会(ACS)将电解列为21世纪清洁能源转换的核心技术之一。
相关术语对照:
英国皇家化学会(RSC)的电解技术白皮书指出,质子交换膜电解槽效率已达75%以上,为氢能经济发展奠定基础。中国科技部《新能源技术发展纲要》将高温固体氧化物电解列为重点攻关项目。
电解是通过电流作用分解化合物或熔融态物质的电化学过程。以下从不同维度详细解释其含义:
电解是将电流通过电解质溶液或熔融态电解质时,在阴阳两极引发氧化还原反应的过程。其核心原理是:
1740年首次观察到铜在氯化钠溶液中电解时产生气泡,由此发现电能可直接分解化合物。
以电解水为例: $$ begin{aligned} text{阴极(还原)} &: 2H_2O + 2e^- rightarrow H_2↑ + 2OH^- text{阳极(氧化)} &: 4OH^- - 4e^- rightarrow O_2↑ + 2H_2O text{总反应} &: 2H_2O xrightarrow{text{电解}} 2H_2↑ + O_2↑ end{aligned} $$
以上内容综合了汉典、百科词条及化学教材定义,更完整的工业案例可参考、5的电解应用说明。
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