
電解(Electrolysis)是指在外加直流電作用下,化合物在電解液中發生離子遷移并分解為單質或新物質的化學過程。該術語由"電"(electric)和"解"(lysis,希臘語"分解"之意)構成,英語對應詞為electrolysis,最早由英國科學家邁克爾·法拉第在1834年提出。
在電化學體系中,電解質溶液中的陽離子向陰極移動并獲得電子(還原反應),陰離子則向陽極遷移并失去電子(氧化反應)。以水電解為例,其反應式可表示為: $$ 2H_2O(l) rightarrow 2H_2(g) + O_2(g) $$ 該過程遵循法拉第電解定律,即電解産物質量與通過的電量成正比。
工業應用涵蓋多個領域:氯堿工業通過電解食鹽水制備氫氧化鈉、氯氣和氫氣;金屬冶煉中采用電解法提純銅、鋁等金屬;電鍍技術利用電解原理在金屬表面形成保護層。美國化學學會(ACS)将電解列為21世紀清潔能源轉換的核心技術之一。
相關術語對照:
英國皇家化學會(RSC)的電解技術白皮書指出,質子交換膜電解槽效率已達75%以上,為氫能經濟發展奠定基礎。中國科技部《新能源技術發展綱要》将高溫固體氧化物電解列為重點攻關項目。
電解是通過電流作用分解化合物或熔融态物質的電化學過程。以下從不同維度詳細解釋其含義:
電解是将電流通過電解質溶液或熔融态電解質時,在陰陽兩極引發氧化還原反應的過程。其核心原理是:
1740年首次觀察到銅在氯化鈉溶液中電解時産生氣泡,由此發現電能可直接分解化合物。
以電解水為例: $$ begin{aligned} text{陰極(還原)} &: 2H_2O + 2e^- rightarrow H_2↑ + 2OH^- text{陽極(氧化)} &: 4OH^- - 4e^- rightarrow O_2↑ + 2H_2O text{總反應} &: 2H_2O xrightarrow{text{電解}} 2H_2↑ + O_2↑ end{aligned} $$
以上内容綜合了漢典、百科詞條及化學教材定義,更完整的工業案例可參考、5的電解應用說明。
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