科学 2022-08-31 18:00 作者:思云科学评论:0    浏览:271    

我们知道,电解是电流通过电解质溶液而在阴阳两极起氧化还原反应的过程。在电解过程中,除了阴、阳离子分别在电解池的两个电极放电而得到相应产物外,电解质溶液的pH值往往也会伴随发生变化。为什么会有这种变化?这种变化有规律可循吗?这些都是同学们在学习中常提出的问题,为了帮助同学们搞清这一问题,本文就电解过程中溶液pH值的变化及其规律和同学们做如下讨论。要分析电解时电解质溶液pH值的变化,我认为主要是要分析电解过程中溶液[H+]的变化,尤其是H+和HO-在两极上的放电情况。当电极为惰性电极时,有以下几种情况:1、H+在阴极放电而OH-不在阳极放电电解无氧酸和活泼金属的无氧酸盐就属于这种情况。如电解NaCl、KI、HCl等溶液时,H+在阴极放电,而Cl-、I-的放电能力比OH-强,Cl-、I-在阳极放电,OH-没有放电。随着电解的进行,溶液中[H+]逐渐减小,pH值则逐渐变大。一般来说,H+与OH-放电要决定于电解质溶液中存在的其它阴、阳离子的放电能力的强弱。在惰性电极上,阳离子的放电顺序一般可按金属活动顺序表来推断,阴离子的放电顺序为:F-<SO42-<NO3-<OH-<Cl-<Br-<I-<S2-2、OH-在阳极放电而H+却不在阴极放电电解比氢不活泼的金属的含氧酸盐就属于这一类型。如电解CuSO4、AgNO3等溶液时,OH-放电能力比SO42-、NO3-等含氧酸根强,OH-先在阳极放电;而在阴极,Cu2+、Ag+比H+放电能力强,H+不能放电。因此,随着电解的进行,溶液中[OH-]逐渐减小,[H+]则相应增大,pH值变小。3、H+和OH-同时在阴、阳两极放电当H+和OH-同时在两极放电时,溶液中溶质的离子都不放电,这种情况实质上是电解水。随着电解的不断进行,溶剂水的量不断地减少,溶液的浓度则越来越大,此时,溶液的pH值变化须视溶质的性质而论,通常有下列几种情形:(1)中性溶液:活泼金属的含氧酸盐,如硫酸钠和硝酸钾溶液,虽然随着电解的进行,水的量减少了,但其中H+和OH-的相对量并没有发生改变,所以,溶液的pH值不变。(2)酸溶液:主要是含氧酸的溶液,如硫酸由于溶剂水被电解而减少,硫酸溶液的浓度随之增大,[H+]亦增大,溶液的pH值却变小。(3)碱溶液:主要是可溶性碱的溶液,如氢氧化钠溶液,和电解酸溶液一样,由于作为溶剂的水被电解而减少,溶液的浓度逐渐增大,[H+]相应减小,溶液的pH值增大。4、H+和OH-都不在两电极放电电解不活泼金属的无氧酸盐就属于此种情况。电解过程实质上是电解质本身发生氧化还原反应,溶质的阴、阳离子都在两极分别放电。随着电解的进行,电解质溶液的浓度越小,溶液的pH值逐渐趋近于7。如电解氯化铜溶液,由于氯化铜的水解,溶液显酸性,pH值小于7;但通过电解后,Cu2+、Cl-分别在两电极上放电,氯化铜溶液的浓度逐渐减小,酸性亦逐渐减弱而使pH值逐渐增大,直至pH值约为7。通过上述讨论,我们可以得到如下结论:1、电解过程中,由于H+或OH-在两电极放电,使其在溶液中的相对量发生了变化,所以,溶液的pH值也伴随着要发生变化。2、电解无氧酸、活泼金属的无氧酸盐和可溶性的碱溶液,溶液的pH值会逐渐增大。3、电解含氧酸溶液、比氢不活泼的金属的含氧酸盐,溶液的pH值要变小。4、电解活泼金属的含氧酸盐,溶液的pH值不变。5、电解不活泼金属的无氧酸溶液,溶液的pH值会逐渐趋近于7。

 
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