电解氯化钠溶液,氯化钠溶液电解需要多少电压?

2022-01-09 18:05:45 百科大全 投稿:一盘搜百科
摘要氯化钠溶液中含以下离子:Cl- Na+ H+ OH- 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-)

氯化钠溶液中含以下离子:Cl- Na+ H+ OH-

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=Na++Cl- H2O H++OH- 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。2H++2e=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=Na++Cl- H2O H++OH- 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。2H++2e=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)

电解氯化钠溶液,氯化钠溶液电解需要多少电压?

阳极反应:2H+(氢离子) + 2e = H₂↑ (氢气)

总反应:2NaCl + 2H₂O === 2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑ (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。

外观是白色晶体状,其来源主要是海水,是食盐的主要成分。易溶于水、甘油,微溶于乙醇(酒精)、液氨;不溶于浓盐酸。不纯的氯化钠在空气中有潮解性。

稳定性比较好,其水溶液呈中性,工业上一般采用电解饱和氯化钠溶液的方法来生产氢气、氯气和烧碱(氢氧化钠)及其他化工产品(一般称为氯碱工业)也可用于矿石冶炼(电解熔融的氯化钠晶体生产活泼金属钠),医疗上用来配置生理盐水,生活上可用于调味品。

扩展知识:

NaCl的检验

一:向氯化钠溶液中滴入硝酸酸化过的硝酸银溶液,有白色沉淀(氯化银沉淀)产生,证明有Cl-。

二:用铂丝蘸取少量溶液,置于酒精灯上灼烧,火焰呈黄色,可证含有Na+。

三:为了消除干扰,可取原试液加饱和氢氧化钡至呈明显碱性,这时大部分阳离子和PO₄3−、AsO43−等阴离子都将被沉淀。

引入试液中的Ba2+应继以碳酸铵除之,最后用灼烧法除去铵盐。残渣用水加热浸取后,取溶液以HAc酸化,按1:8的滴数加乙酸铀酰锌试剂,并用玻璃棒摩擦管壁,如有柠檬黄色结晶形沉淀生成,示有Na+存在。

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