电解

在电场作用下电极上发生的化学反应
电解(Electrolysis),是使电流通过电解池溶液或熔盐而发生氧化还原反应的过程。[1]电解过程必须具备电解质、电解槽、直流电供给系统、分析控制系统和对产品的分离回收装置。[2]电解原理是电源和电解池两极接通时,在电场作用下,阳离子向负极迁移,阴离子向正极迁移。聚集在电极附近的阴阳离子的放电顺序,由放电电位的高低决定。[4][5]电解方式按照电解质的状态可分为水溶液电解和熔融盐电解。[6]
1800年,英国尼科尔森(W.Nicholson)和卡里斯尔(Anlhony Carlisle,1768-1840年)采用伏打电池电解水生成氢气氧气,这让许多化学家认识到可以将电用于化学研究。[7][8][9]1807年,英国科学家戴维(Humphry Davy)将熔融苛性碱进行电解制取钾、钠,为获得高纯度物质开拓新领域。1833年,英国物理学家法拉第(MichaelFaraday)提出了电化学当量定律(即法拉第电解第一、第二定律)。1893年,开始使用隔膜电解法,用食盐溶液制烧碱。1897年,水银电解法制烧碱实现工业化。[2][10]
电解的影响因素主要有电极材料、槽电压、电流密度、电流效率、电流分布和pH值等。[11]电解工业在国民经济中具有重要作用,许多有色金属和稀有金属的冶炼及金属的精炼,基本化工产品制备,以及电镀、电抛光、阳极氧化等,都是通过电解实现的;[10][12]在环保领域可以用于净化废水,将其中的有害物质通过电解过程转化成为无害物质或被分离。[13]

简史

1785 年 ,马丁努斯·范·马鲁姆(Martinus van Marum )的静电发生器被用于通过电解还原盐中的锡、锌和锑。[14]1800年,英国的尼科尔森(W.Nicholson,1753-1815)和卡里斯尔(Anlhony Carlisle,1768-1840年)采用伏打电池电解水生成氢气氧气,使得许多化学家认识到可以将电用于化学研究。[7][8][9]1807年,英国科学家戴维(Humphry Davy)将熔融苛性碱进行电解制取钾、钠,从而为获得高纯度物质开拓了新的领域。[2][10]1821年,英国化学家威廉·托马斯·布兰德(William Thomas Brande[15])通过电解锂的氧化物,获得纯锂。[16]