工业废水电解法和氧化还原新技术

12.5电解法和氧化还原新技术曹新华中科技大学武昌分校电解池电解池与外电源正极相接，是正极。发生氧化反应，是阳极。Cu(S)→Cu2++2e-电极②：与外电源负极相接，是负极。发生还原反应，是阴极。Cu2++2e-→Cu(S)电极①：①②电解池(electrolyticcell)1212.5.1原理原理（重点重点）电解电解——电解质溶液在电流的作用下电解质溶液在电流的作用下，发生电化学反应的过程发生电化学反应的过程称为电解称为电解。阴极阴极——与电源负极相连的电极与电源负极相连的电极，从电源接受电子从电源接受电子。阴极放出阴极放出电子电子，使废水中某些阳离于因得到电子而被还原使废水中某些阳离于因得到电子而被还原，阴极起阴极起还原剂还原剂的作用的作用。阳极阳极——与电源正极相连的电极与电源正极相连的电极，把电子转给电源把电子转给电源。阳极得到阳极得到电子电子，使废水中其些阴离子因失去电子而被氧化使废水中其些阴离子因失去电子而被氧化，阳极起阳极起氧化剂氧化剂的作用的作用。废水进行电解反应时废水进行电解反应时，废水中有毒物质在阳极和阴极分别进行废水中有毒物质在阳极和阴极分别进行氧化还原反应氧化还原反应，结果产生新物质结果产生新物质。这些新物质在电解过程中或沉这些新物质在电解过程中或沉积于电极表面或沉淀下来或生成气体从水中逸出积于电极表面或沉淀下来或生成气体从水中逸出，从而降低了废从而降低了废水中有毒物质的浓度水中有毒物质的浓度。像这样利用电解的原理来处理废水中有毒像这样利用电解的原理来处理废水中有毒物质的方法称为电解法物质的方法称为电解法。1.法拉第电解定律法拉第电解定律实验表明实验表明，电解时在电极上析出的或溶解的物质质电解时在电极上析出的或溶解的物质质量与通过的电量成正比量与通过的电量成正比，并且每通过并且每通过9648796487C的电量的电量，在电极上发生任一电极反应而变化的物质质量均为电极上发生任一电极反应而变化的物质质量均为1molmol，这一定律称为法拉第电解定律这一定律称为法拉第电解定律，可用下式表示：可用下式表示：Ps:6.02×1023×1.602×10-19=96484C/mol≈96500C/mol=1F（法拉第常数）（法拉第常数）2.分解电压分解电压电解过程中所需要的最小外加电压与很多因素有关。通电解过程中所需要的最小外加电压与很多因素有关。通常，通过逐渐增加两极的外加电压来研究电流的变化。当外常，通过逐渐增加两极的外加电压来研究电流的变化。当外加电压很小时，几乎没有电流通过。电压继续增加，电流略加电压很小时，几乎没有电流通过。电压继续增加，电流略有增加。当电压增到某一数值时，电流随电压增加几乎呈直有增加。当电压增到某一数值时，电流随电压增加几乎呈直线关系急剧上升。这时在两极上才明显地有物质析出。线关系急剧上升。这时在两极上才明显地有物质析出。能使能使电解正常进行时所需的最小外加电压称为分解电压。电解正常进行时所需的最小外加电压称为分解电压。产生分解电压的原因有以下几方面：首先电解槽本身就产生分解电压的原因有以下几方面：首先电解槽本身就是某种原电池。由原电池产生的电动势同外加电压的方向正是某种原电池。由原电池产生的电动势同外加电压的方向正好相反，称为好相反，称为反电动势反电动势。那么是否外加电压超过反电动势就。那么是否外加电压超过反电动势就开始电解呢？实际上分解电压常大于原电池的电动势。这种开始电解呢？实际上分解电压常大于原电池的电动势。这种分解电压超过原电池电动势的现象称为分解电压超过原电池电动势的现象称为极化现象极化现象。电极的极。电极的极化作用上要有：化作用上要有：另外另外，当通电进行电解时当通电进行电解时，因电解液中离子运动受因电解液中离子运动受到一定的阻碍到一定的阻碍，所以需一定外加电压加以克服所以需一定外加电压加以克服。其值为其值为IRIR，I为通过的电流为通过的电流，R为电解液的电阻为电解液的电阻。实际上实际上，分解电压还与分解电压还与电极的性质电极的性质、废水性质废水性质、电流密度流密度(单位电极面积上流过的电流单位电极面积上流过的电流，A/cmA/cm2)及温度等因及温度等因素有关素有关。