浅析电解过程中的变化

电解是直流电通过电解质溶液（或熔融电解质）而在阴、阳电极引起氧化还原反应的过程。伴随电解过程常常发生一系列的变化。
一、能量的变化
电解过程实质上是在外加电流的作用下，迫使电解液中的离子作定向运动，并在两极放电，发生氧化还原反应，其能量变化为电能转化为化学能。
二、离子运动的变化
电解质溶液在通电前、阴、阳离子进行着杂乱无章的、无规则的自由热运动。当接通外加电源，在电流的作用下，迫使离子作定向移动，其运动方向为：阳离子向阴极运动，阴离子向阳极运动，并在两电极放电。
三、溶液浓度的变化
随着电解的进行，阴、阳离子在电极放电，因此，电解液中离子浓度也随之发生变化。通常有下列几种情形：
1、电解液浓度变小
电解时，电解质的阴、阳离子分别在两电极放电，就会使电解质溶液的浓度变小。
（1）阴离子发生电极反应:如：以石墨为电极电解饱和食盐水时， Cl-离子在阳极发生电极反应：
2Cl--2e=Cl2↑ ，
使其中的Cl-减少， NaCl的浓度降低。
（2）阳离子发生电极反应：如：以石墨为电极电解硫酸铜溶液，由于Cu2+离子在阴极发生电极反应：
Cu2++2e=Cu ，
使Cu2+的量减少， CuSO4溶液的浓度降低。
（3）阴、阳离子均参加电极反应:如以石墨为电极电解CuCl2溶液，由于
Cu2+在阴极放电：
Cu2++2e=Cu ，
Cl-在阳极放电：
2Cl--2e=Cl2↑ ，
使Cu2+、Cl-的量均减少， CuCl2溶液的浓度降低。
2、电解液的浓度变大
这种情况实际上电解的是水。
2H2O=(通电)2H2↑+O2↑ ，
电解质只起增强导电性的作用，并未参加电解反应。由于电解过程中溶剂量减少，而溶质并未发生反应，所以，电解质溶液的浓度会随着电解的进行而增大。如：
以惰性电极电解含氧酸及活泼金属的含氧酸盐、强碱的溶液（如：稀H2SO4、KNO3溶液、NaOH溶液等）都属于这种情形。
3、电解液浓度不变
这类情形主要是电镀和电解精炼金属。由于电极为活性电极，电极要参加电解反应，电解质中有多少离子在电极上放电，另一电极就有等量的金属溶解进入溶液，因此，理论上讲，此时的电解液浓度是不发生变化的。如：
（1）电镀锌：当Zn2+在阴极发生反应:
Zn2++2e=Zn ，
【浅析电解过程中的变化】同时金属锌在阳极发生反应：
Zn-2e=Zn2+ ，
析出的锌被溶解的锌所补充。
（2）电解精炼铜：当Cu2+在阴极放电析出铜:
Cu2++2e=Cu ，
同时，粗铜在阳极放电溶解进入溶液:
Cu-2e=Cu2+ ，
使溶液中的Cu2+得到补偿。
四、溶液pH值的变化
电解时溶液pH值变化的一般规律是：
1、电解无氧酸（如HCl）、活泼金属的无氧酸盐（如NaCl）、可溶性强碱液（如NaOH）等，由于H+放电而OH-不放电，其结果使溶液的pH值升高。
2、电解含氧酸溶液（如H2SO4）、不活泼金属的含氧酸盐溶液（如CuSO4）由于OH-在阳极放电，而H+却不在阴极放电，所以溶液的pH值将变小。
3、电解不活泼金属的无氧酸盐溶液（如CuCl2），电解质离子在两电极放电， H+、OH-均不在电极放电，但电解抑制了不活泼金属离子的水解，所以，电解的结果使溶液的pH值逐渐趋近于7 。
4、电解活泼金属的含氧酸盐（如KNO3、Na2SO4等）溶液， H+和OH-均在两电极放电，但其相对量并不发生改变，所以溶液的pH值不发生变化。
五、电极的变化
在电解过程中，根据所用材料的不同，电极有可能参加电极反应，参加反应的电极为活性电极，如：电解精炼铜、电镀锌时，作为阳极的金属铜、锌都是要参加电极反应的。但大多数情况下，电极是不参加反应的，这种电极为惰性电极。
六、电解液体积的变化
由于在电解过程中，一些离子在两电极放电，可能有气体逸出，或者有金属沉积等，如：以惰性电极电解饱和食盐水时，生成H2和Cl2 ，电解水生成H2和O2 ，由于气体的逸出，使电解液的体积变小。

浅析电解过程中的变化

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