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【电解氯化钠溶液,氯化钠溶液电解需要多少电压?】氯化钠溶液中含以下离子:Cl- NaHOH-
电解的时候生成 氯气(Cl2) 氢气(H2)和NaOH,
所以过程的实质是外界电极给了两个氢离子(H )各一个电子,使溶液中的两个氯离子(Cl-)得以生成共价键化合物–氯气,脱离溶液.
简单点说就是:一个氯气分子,需要两个电子电解氯化钠溶液 。
然后根据气体体积和摩尔数关系和电子电量,可算得:
要获得一升的氯气,需要0.53777*10exp(23)个电子,就是要8600库仑的电量,最后根据电量和电流的关系,得所需消耗的电能W=8600*U,U是你给电极两端加的电压 。U以伏特为单位的话,W的单位应是焦耳 。
这只是个理想化的模型,实际情况中考虑到各个部位的损耗,效率可能更低 。
在食盐水里氯化钠完全电离,水分子是微弱电离的,因而存在着Na 、H 、Cl-、OH-四种离子 。
NaCl=NaCl- H2O HOH- 当接通直流电原后,带负电的OH-和Cl-移向阳极,带正电的Na 和H 移向阴极 。在这样的电解条件下,在阳极,Cl-比OH-容易失去电子被氧化成氯原子,氯原子两两结合成氯分子放出 。2Cl–2e=Cl2↑(氧化反应) 在阴极,H 比Na 容易得到电子,因而H 不断从阴极获得电子被还原为氢原子,氢原子两两结合成氢分子从阴极放出 。2H2e=H2 (还原反应) 由于H 在阴极上不断得到电子而生成氢气放出,破坏了附近的水的电离平衡,水分子继续电离成H 和OH-,H 又不断得到电子,结果溶液里OH-的数目相对地增多了 。因而阴极附近形成了氢氧化钠的溶液 。电解饱和食盐水的总的化学方程式可以表示如下: 2NaCl 2H2O===电解====2NaOH H2在食盐水里氯化钠完全电离,水分子是微弱电离的,因而存在着Na 、H 、Cl-、OH-四种离子 。NaCl=NaCl- H2O HOH- 当接通直流电原后,带负电的OH-和Cl-移向阳极,带正电的Na 和H 移向阴极 。在这样的电解条件下,在阳极,Cl-比OH-容易失去电子被氧化成氯原子,氯原子两两结合成氯分子放出 。2Cl–2e=Cl2↑(氧化反应) 在阴极,H 比Na 容易得到电子,因而H 不断从阴极获得电子被还原为氢原子,氢原子两两结合成氢分子从阴极放出 。2H2e=H2↑(还原反应) 由于H 在阴极上不断得到电子而生成氢气放出,破坏了附近的水的电离平衡,水分子继续电离成H 和OH-,H 又不断得到电子,结果溶液里OH-的数目相对地增多了 。因而阴极附近形成了氢氧化钠的溶液
阴极反应:2Cl-(氯离子) – 2e = Cl2↑ (氯气)
阳极反应:2H (氢离子)2e = H?↑ (氢气)
总反应:2NaCl2H?O === 2NaOHH?↑Cl?↑ (反应条件为电解)在阳极氯离子被氧化生成氯气,在阴极氢离子被还原生成氢气,因为氢离子被消耗促进水的电离产生更多的氢氧根,故可看作生成了NaOH 。工业中用阳离子交换膜将阴阳极隔开防止氢气和氯气接触反应,阴极区生成NaOH 。
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