電化學，電池與電解

http://blog.xuite.net/jjpong/material/10514217-%E9%9B%BB%E5%8C%96%E5%AD%B8%EF%BC%8C%E9%9B%BB%E6%B1%A0%E8%88%87%E9%9B%BB%E8%A7%A3

來源自:
小P的教材: 隨意窩 Xuite 日誌
http://blog.xuite.net/jjpong/material

國中理化教材整理與延伸閱讀建議





電解

---


電解是利用電池的電能將物質分解的過程。通常我們會電解的物質有水、硫酸銅、鹽酸和食鹽水。要電解某個水溶液時，當然必須先讓這個水溶液是可以導電的，也就是水中要加入電解質。

當我們要電解水時，通常水中會先加入氫氧化鈉或者硫酸來幫助導電。很奇怪的是，當我們在水中加入氫氧化鈉或者硫酸時，電解的不是氫氧化鈉或者硫酸而是水。原因是這樣的，當我們在水中加入氫氧化鈉時，水中會有許多的鈉離子、氫氧根離子，當然還有許多的水。
當我們通電時，鈉離子帶正電，會往負極移動。但是我們知道鈉元素是很活潑的元素，很喜歡把電子丟掉，成為鈉離子，這個意思就是，鈉離子很不愛和電子結合成鈉原子。所以即使鈉離子到了負極，它還是不會接受電子的。所以水分子就要負責接收電子囉。以此類推可以知道，像鈉離子或鉀離子這類活性較大金屬的離子在水中被電解時，其實真正被電解的是水。另外像水中如果有氫離子或者氫氧根離子時，電解的情況也和電解水相同。

國中階段只要記住幾個例子就夠了，真正要能推導出什麼樣的電解質在水中被電解時會產生什麼反應，可不是一件容易的事情。
我們來把國中階段會遇到的電解的情況做一個整理，就很清楚了。反應物和產物都在化學反應式裡面可以找到。
 

電解質	陰離子	正極反應	陽離子	負極反應
NaOH	OH-	2H2O=4e-+O2+4H+	Na+	2H2O+2e- = H2 + 2OH-
H2SO4	SO42-	2H2O=4e-+O2+4H+	H+	2H2O+2e- = H2 + 2OH-
CuSO4	SO42-	2H2O=4e-+O2+4H+	Cu2+	Cu2+ + 2e- = Cu
HCl	Cl-	2Cl=Cl2+2e-	H+	2H2O+2e- = H2 + 2OH-
NaCl	Cl-	2Cl=Cl2+2e-	Na+	2H2O+2e- = H2 + 2OH-

你看，其實國中階段真正要記得的部份只有銅離子和氯離子而已，其他的情況都是電解水而已。所以並不會很難記。

除了電解質的變化之外，電解這個部份還有一個地方可以有變化，那就是電極的部份。通常在電解時我們所使用的電極都是惰性電極，也就是電極本身只傳遞電子，不會發生化學反應。但是如果我們把電極換成銅棒的話，情況就有點不同。因為銅棒本身就有能力提供電子，所以當銅棒在正極的時候，銅就會提供電子變成銅離子。電極本身產生反應。銅棒在負極的時候，就沒有影響。實際上在負極接收電子的角色永遠式水溶液中的正離子，而不會是電極。所以電極換成什麼都無關緊要，它只是電子的傳遞者而已。