电解（Electrolysis）是将电流通过电解质溶液或熔融态电解质，（又称电解液），在阴极和阳极上引起氧化还原反应的过程，电化学电池在外加直流电压时可发生电解过程。
利用在作为电子导体的电极与作为离子导体的电解质的界面上发生的电化学反应进行化学品的合成高纯物质的制造以及材料表面的处理的过程。通电时，电解质中的阳离子移向阴极，吸收电子，发生还原作用，生成新物质；电解质中的阴离子移向阳极，放出电子，发生氧化作用，亦生成新物质。例如电解熔融氯化钠。
基本介绍 中文名 ：电解 外文名 ：Electrolysis 提出者 ：科学家H.戴维 套用学科 ：化学 适用领域范围 ：电化学 适用领域范围 ：电解 定义,电解原理,原理分析,两极放电顺序,电解质概念,类型,用途,影响因素,电流效率,电压效率, 定义 电流通过物质而引起化学变化的过程。化学变化是物质失去或获得电子(氧化或还原)的过程。电解过程是在电解池中进行的。电解池是由分别浸没在含有正、负离子的溶液中的阴、阳两个电极构成。电流流进负电极(阴极)，溶液中带正电荷的正离子迁移到阴极，并与电子结合，变成中性的元素或分子；带负电荷的负离子迁移到另一电极(阳极)，给出电子，变成中性元素或分子。
电解 将电能转化为化学能的装置叫电解池。将直流电通过电解质溶液或熔体，使电解质在电极上发生化学反应，以制备所需产品的反应过程。电解过程必须具备电解质、电解槽、直流电供给系统、分析控制系统和对产品的分离回收装置。电解过程应当尽可能采用较低成本的原料，提高反应的选择性，减少副产物的生成，缩短生产工序，便于产品的回收和净化。电解过程已广泛用于有色金属冶炼、氯碱和无机盐生产以及有机化学工业。
电解 1807年，英国科学家H.戴维将熔融苛性碱进行电解制取钾、钠，从而为获得高纯度物质开拓了新的领域。1833年，英国物理学家M.法拉第提出了电化学当量定律（即法拉第第一、第二定律）。1886年美国工业化学家C.M.霍尔电解制铝成功。1890年，第一个电解氯化钾制取氯气的工厂在德国投产。1893年，开始使用隔膜电解法，用食盐溶液制烧碱。1897年，水银电解法制烧碱实现工业化。至此，电解法成为化学工业和冶金工业中的一种重要生产方法。1937年，阿特拉斯化学工业公司实现了用电解法由葡萄糖生产山梨醇及甘露糖醇的工业化，这是第一个大规模用电解法生产有机化学品的过程。1969年又开发了由丙烯腈电解二聚生产己二腈的工艺。 电解原理 电解质中的离子常处于无秩序的运动中，通直流电后，离子作定向运动。阳离子向阴极移动，在阴极得到电子，被还原；阴离子向阳极移动，在阳极失去电子，被氧化。在水电解过程中，OH在阳极失去电子，被氧化成氧气放出；H在阴极得到电子，被还原成氢气放出。所得到的氧气和氢气，即为水电解过程的产品。电解时，在电极上析出的产物与电解质溶液之间形成电池，其电动势在数值上等于电解质的理论电解电压。此理论电解电压可由能斯特方程计算： 式中 E 0 为标准电极电位（R为气体常数，等于8.314J/(K·mol)； T 为温度(K)； n 为电极反应中得失电子数； F 为法拉第常数，等于96500C/mol；α 1 、α 2 分别为还原态和氧化态物质的活度。整个电解过程的理论电解电压为两个电极理论电解电压之差。 在水溶液电解时，究竟是电解质电离的正负离子还是水电离的H和OH离子在电极上放电,需视在该电解条件下的实际电解电压的高低而定。实际电解电压为理论电解电压与超电压之和。影响超电压的因素很多，有电极材料和电极间距、电解液温度、浓度、pH等。例如：在氯碱生产过程中，浓的食盐水溶液用碳电极电解时，阴极上放出氢气，同时产生氢氧化钠，阳极放出氯气；稀的食盐水溶液电解时，阴极放出氢气，同时产生氢氧化钠，阳极放出氧气，同时产生盐酸。 原理分析 以氯化铜（CuCl 2 ）溶液的电解为例： CuCl 2 是强电解质且易溶于水，在水溶液中电离生成Cu 2+ 和Cl - 。 CuCl 2 ===Cu 2+ +2Cl - 通电前，Cu 2+ 和Cl - 在水里自由地移动着；通电后，这些自由移动着的离子，在电场作用下，改作定向移动。溶液中带正电的Cu 2+ 向阴极移动，带负电的氯离子向阳极移动。在阴极，铜离子获得电子而还原成铜原子覆盖在阴极上；在阳极，氯离子失去电子而被氧化成氯原子，并两两结合成氯气分子，从阳极放出。
电解 阴极：Cu 2+ +2e - ==Cu 阳极：2Cl - -2e - ==Cl 2 ↑ 电解CuCl 2 溶液的化学反应方程式：CuCl 2 =Cu+Cl 2 ↑(通电） 两极放电顺序 阴离子：S 2- >I - >Br - >cl - >OH - >SO 4 2- >F - 阳离子：Ag + >Hg 2+ >Fe 3+ >Cu 2+ >H + >Pb 2+ >Sn 2+ >Fe 2+ >Zn 2+ >Al 3+ >Mg 2+ >Na + >Ca 2+ >K + 注：铝离子，镁离子，钠离子，钙离子，钾离子得电子能力远远小于氢离子得电子能力，所以这些离子不能在水溶液条件下在电极（阴极）析出；但在熔融状态下可以放电。三价铁离子在阴极上得电子生成亚铁离子，而非铁单质。 电解质概念 电解质是指在水溶液中或熔融状态下能够导电的
化合物 。例如酸、碱和大部份盐等。凡在上述情况下不能导电的化合物叫非电解质，例如蔗糖、酒精等。单质，混合物不管在水溶液中或熔融状态下能够导电与否，都不是电解质。 在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物叫电解质。化合物导电的前提：其内部存在着自由移动的阴阳离子。离子化合物在水溶液中或熔化状态下能导电；共价化合物：某些也能在水溶液中导电（如HCl，其它为非电解质）。强电解质一般有：强酸强碱，大多数盐，活泼金属的氧化物、氢化物；弱电解质一般有：（水中只能部分电离的化合物）弱酸（可逆电离，分步电离<多元弱酸>，弱碱（如NH 3 ·H 2 O）。另外，水是极弱电解质。 注：能导电的不一定是电解质判断某化合物是否是电解质，不能只凭它在水溶液中导电与否，还需要进一步考察其晶体结构和化学键的性质等因素。例如，判断硫酸钡、碳酸钙和氢氧化铁是否为电解质。硫酸钡难溶于水(20 ℃时在水中的溶解度为2.4×10g)，溶液中离子浓度很小，其水溶液不导电，似乎为非电解质。但溶于水的那小部分硫酸钡却几乎完全电离(20 ℃时硫酸钡饱和溶液的电离度为97.5%)。因此，硫酸钡是电解质。碳酸钙和硫酸钡具有相类似的情况，也是电解质。从结构看，对其他难溶盐，只要是离子型化合物或强极性共价型化合物，尽管难溶，也是电解质。 氢氧化铁的情况则比较复杂，Fe与OH之间的化学键带有共价性质，它的溶解度比硫酸钡还要小(20 ℃时在水中的溶解度为9.8×10g)；而落于水的部分，其中少部分又有可能形成胶体，其余亦能电离成离子。但氢氧化铁也是电解质。 判断氧化物是否为电解质，也要作具体分析。非金属氧化物，如SO 2 、SO 3 、P 2 O 5 、CO 2 等，它们是共价型化合物，液态时不导电，所以不是电解质。有些氧化物在水溶液中即便能导电，但也不是电解质。因为这些氧化物与水反应生成了新的能导电的物质，溶液中导电的不是原氧化物，如SO 2 本身不能电离，而它和水反应，生成亚硫酸，亚硫酸为电解质。金属氧化物，如Na 2 O，MgO，CaO，Al 2 O 3 等是离子化合物，它们在熔化状态下能够导电，因此是电解质。 需要注意的是，氯化铝(AlCl 3 )是电解质，但是是共价化合物而不是离子化合物。 可见，电解质包括离子型或强极性共价型化合物；非电解质包括弱极性或非极性共价型化合物。电解质水溶液能够导电，是因电解质可以离解成离子。至于物质在水中能否电离，是由其结构决定的。因此，由物质结构识别电解质与非电解质是问题的本质。 另外，有些能导电的物质，如铜、铝等不是电解质。因它们并不是能导电的化合物，而是单质，不符合电解质的定义。 电解质水溶液电解反应的综合分析 在上面叙述氯化铜电解的过程中，没有提到溶液里的H + 和OH － ，其实H + 和OH － 虽少，但的确是存在的，只是他们没有参加电极反应。也就是说在氯化铜溶液中，除Cu 2+ 和Cl － 外，还有H + 和OH － ，电解时，移向阴极的离子有Cu 2+ 和H + ，因为在这样的实验条件下Cu 2+ 比H + 容易得到电子，所以Cu 2+ 在阴极上得到电子析出金属铜。移向阳极的离子有OH － 和Cl － ，因为在这样的实验条件下，Cl － 比OH － 更容易失去电子，所以Cl － 在阳极上失去电子，生成氯气。 ①阳离子得到电子或阴离子失去电子而使离子所带电荷数目降低的过程又叫做放电。 ②用石墨、金、铂等还原性很弱的材料制做的电极叫做惰性电极，理由是它们在一般的通电条件下不发生化学反应。用铁、锌、铜、银等还原性较强的材料制做的电极又叫做活性电极，它们做电解池的阳极时，先于其他物质发生氧化反应。 ③在一般的电解条件下，水溶液中含有多种阳离子时，它们在阴极上放电的先后顺序是：Ag + >Hg 2+ >Fe 3+ >Cu 2+ >H + >Pb 2+ >Sn 2+ >Fe 2+ >Zn 2+ >Al 3+ >Mg 2+ >Na + >Ca 2+ >K + ；水溶液中含有多种阴离子时，它们的惰性阳极上放电的先后顺序是：S 2- >I - >Br - >Cl - >OH - >含氧酸根>F - 。 分析惰性电极电解反应的一般方法步骤 ①分析电解质水溶液的组成，找全离子并分为阴、阳两组； ②分别对阴、阳离子排出放电顺序，写出两极上的电极反应式； ③合并两个电极反应式得出电解反应的总化学方程式或离子方程式。 类型 电解方式按电解质状态可分为水溶液电解和熔融盐电解两大类。①水溶液电解：主要有电解水制取氢气和氧气；电解氯化钠（钾）水溶液制氢氧化钠(钾)和氯气、氢气；电解氧化法制各种氧化剂，如过氧化氢、氯酸盐、高氯酸盐、高锰酸盐、过硫酸盐等；电解还原法如丙烯腈电解制己二腈；湿法电解制金属如锌、镉、铬、锰、镍、钴等；湿法电解精制金属如铜、银、金、铂等。此外，电镀、电抛光、阳极氧化等都是通过水溶液电解来实现的。②熔融盐电解：主要包括：金属冶炼，如铝、镁、钙、钠、钾、锂、铍等;金属精制,如铝、钍等；此外，还有将熔融氟化钠电解制取元素氟等。
电解 电解所用主体设备电解槽的形式，可分为隔膜电解槽和无隔膜电解槽两类。隔膜电解槽又可分为均向膜(石棉绒）、离子膜及固体电解质膜（如β-Al 2 O 3 ）等形式；无隔膜电解槽又分为水银电解槽和氧化电解槽等。 电极上发生的过程，可分简单电子传递、气体释放、金属腐蚀、金属析出、氧化物生成和有机物二聚等类型。 用途 电解广泛套用于冶金工业中，如从矿石或化合物提取金属(电解冶金)或提纯金属(电解提纯)，以及从溶液中沉积出金属(电镀)。金属钠和氯气是由电解溶融氯化钠生成的；电解氯化钠的水溶液则产生氢氧化钠和氯气。电解水产生氢气和氧气。水的电解就是在外电场作用下将水分解为H 2 （g）和O 2 （g）。电解是一种非常强有力的促进氧化还原反应的手段，许多很难进行的氧化还原反应，都可以通过电解来实现。例如：可将熔融的氟化物在阳极上氧化成单质氟，熔融的锂盐在阴极上还原成金属锂。电解工业在国民经济中具有重要作用，许多有色金属（如钠、钾、镁、铝等）和稀有金属（如锆、铪等）的冶炼及金属（如铜、锌、铅等）的精炼，基本化工产品(如氢、氧、烧碱、氯酸钾、过氧化氢、乙二腈等)的制备，还有电镀、电抛光、阳极氧化等，都是通过电解实现的。 影响因素 判断电解过程优劣的主要标准是单位产品电耗，其高低取决于电解过程的电流效率和电压效率。 电流效率 单位产品的理论耗电量与实际耗电量之比。理论耗电量可用法拉第定律计算： 此式表明，电解时析出的物质量 q 与析出物质的原子量 m 、电流强度 I 及电解时间 t 成正比，而与电解过程中得失电子数 n 及法拉第常数 F 成反比。在正常情况下电流效率比较高。 电压效率 电解时电解质的理论电解电压与实际电解电压之比。后者即是电解槽的槽电压。槽电压是理论电解电压、超电压和输电导体电压损失之和。影响槽电压大小的因素很多,除前述影响超电压的因素外,还有导线与电极之间的接触电压、隔膜材料、电解槽结构、电流密度等。槽电压通常远大于理论电解电压，导致电压效率很低。因此，降低超电压和输电导体的电压损失是提高电压效率的关键。多年来，人们围绕这一问题进行了多方面的研究，不断改善电解槽结构和电极材料。在电极材料方面的研究，集中于电极材质的选择。在阳极方面由石墨电极发展为钛电极、钛铂铱电极、钛钌电极及其他非钌电极。此外，还开发了有许多特殊用途的二氧化锰电极、二氧化铅电极等。在阴极方面，由铁阴极发展成多孔阴极。近年来，又发展了一种新型氧气电极过程，将燃料电池的原理套用于电解工业中。无论是阴极或阳极，都有在电极基体表面涂加活性物质的趋势，目的是使电极具有催化作用（称为电催化法），通过降低槽电压以达到节省电能的目的。
1.化学腐蚀 chemical corrosion
金属在非电化学作用下的腐蚀(氧化)过程。通常指在非电解质溶液及干燥气体中，纯化学作用引起的腐蚀。
2.双电层 electric double layer
电极与电解质溶液界面上存在的大小相等符号相反的电荷层。
3.双极性电极 bipolar electrode
一个不与外电源相连的，浸入阳极与阴极间电解液中的导体。靠近阳极的那部分导体起着阴极的作用，而靠近阴极的部分起着阳极的作用。
4.分散能力 throwing power
在特定条件下，一定溶液使电极上(通常是阴极)镀层分布比初次电流分布所获得的结果更为均匀的能力。
此名词也可用于阳极过程，其定义与上述者类似。
5.分解电压 decomposition voltage
其定义与上述者类似。
能使电化学反应以明显速度持续进行的最小电压(溶液的欧姆电压降不包括在内)。
6.不溶性阳极(惰性阳极) inert anode
在电流通过时，不发生阳极溶解反应的阳极。
7.电化学 electrochemistry
研究电子导体和离子导体的接触界面性质及其所发生变化的科学。
8.电化学极化(活化极化) activation polarization
由于电化学反应在进行中遇到困难而引起的极化。
9.电化学腐蚀 electrochemical corrosion
在电解质溶掖中或金属表面上的液膜中，服从于电化学反应规律的金属腐蚀(氧化)过程。
10.电化当量 electrochemical equivalent
在电极上通过单位电量（例如1安时，1库仑或1法拉第时），电极反应形成产物之理论重量。通常以克/库仑或克/安时表示。
11 电导率(比电导) conductivity
单位截面积和单位长度的导体之电导，通常以S／m表示。
12 电泳 electrophoresis
液体介质中带电的胶体微粒在外电场作用下相对液体的迁移现象。
13 电动势 electromotive force
原电池开路时两极间的电势差。
14 钝化电势 passivation potential
金属电极阳极极化时，金属阳极溶解速率突然下降的电势。通常腐蚀电流在达到钝化电势前经历一极大值。
15 腐蚀电势 corrosion potential
金属材料在特定的腐蚀环境中自发建立的稳定电极电势。
16 电流密度 current density
单位面积电极上通过的电流强度，通常以A／dm2表示。
17 电流效率 current efficiency
电极上通过单位电量时，电极反应生成物的实际质量与电化当量之比，通常以％表示。
18 腐蚀速率，腐蚀电流 corrosion rate(vcor)，corrosion current(Icor)
腐蚀速率是材料特定表面上单位时间物质转变的量。或按法拉第定律，腐蚀速率是腐蚀电势下的电流。
腐蚀电流为: Icor = nFvcor；
式中：n-电极反应的电子数；
F-法拉第常数；
vcor-腐蚀速率。
19 电极 electrode
置于导电介质(如电解液、熔融物、固体、或气体)中的导体。电流通过它流入或流出导电介质。
20 电极电势 electrode potential
在标准状态下，某电极与标准氢电极(作为负极)组成原电池，所测得的电动势称为该电极的氢标电极电势，或简称电极电势。各种电极的氢标电极电势可以表示出电极与溶液界面间电势差的相对大小。
21 电解质 electrolyte
本身具有离子导电性或在一定条件下(例如高温熔融或溶于溶剂形成溶液)能够呈现离子导电性的物质。
22 电解液 electrolytic solution
具有离子导电性的溶液。
23 电离度 degree of ionization
溶液中的电解质以自由离子存在的摩尔数与其总摩尔数之比。通常以％表示。
24 去极化 depolarization
在电解质溶液或电极中加入某种去极剂而使电极极化降低的现象。
25 平衡电极电势 equilibrium electrode potential
电极反应处于热力学平衡状态的电极电势。
26 正极 positive electrode
在原电池的两个电极中电势较正的电极。
27 负极 negative electrode
在原电池的两个电极中电势较负的电极。
28 阴极 cathode
发生还原反应的电极，即反应物于其上获得电子的电极。
29 阴极极化 cathodic polarization
当有电流通过时，阴极的电极电势向负的方向偏移的现象。
30 阴极性镀层 cathodic coating
比基体金属的电极电势更正的金属镀层。
31 阳极 anode
发生氧化反应的电极，即能接受反应物所给出电子的电极。
32 阳极泥 anode slime
在电流作用下，阳极溶解过程中产生的不溶性残渣。
33 阳极极化 anodic polarization
当有电流通过时，阳极的电极电势向正的方向偏移的现象。
34 阳极性镀层 anodic coating
比基体金属的电极电势更负的金属镀层。
35 迁移数 transport number
电流通过电解质溶液时，溶液中某种离子携带的电流与通过的总电流之比称为该离子的迁移数。
36 超电势 overpotential
电极上有电流通过时的电极电势与热力学平衡电极电势的差值。
37 扩散层 diffusion layer
电流通过时在电极表面附近存在着浓度梯度的溶液薄层。
38 杂散电流 stray current
在需要通过电流的线路以外的其他回路(例如镀槽槽体或加热器等)中流过的电流。
39 导电盐 conducting salt
添加到电解液中能够提高溶液电导率的盐类物质。
40 体积电流密度 volume current density
单位体积电解质溶液中通过的电流强度。通常以A／L表示
41 沉积速率 deposition rate
单位时间内镀件表面沉积出金属的厚度。通常以μm／h表示。
42 初次电流分布 primary current distribution
不存在电极极化时，电流在电极表面上的分布。
43 局部腐蚀 local corrosion
腐蚀破坏主要集中在表面局部区域，而其他部分几乎未遭受腐蚀的一种现象。
44 极化 polarization
电极上有电流通过时，电极电势偏离其平衡值的现象。
45 极化度 polarizability
电极电势随电流密度的变化率，它相当于改变单位电流密度所引起的电极电势的变化。
46 极化曲线 polarization curve
描述电极电势与通过电极的电流密度之间关系的曲线。
47 极间距Interelectrode distance
原电池或电解槽中两电极(正、负极或阴、阳极)之间的距离。
48 乳化 emulsification
一种液体以极微小液滴均匀地分散在互不相溶的另一种液体中的现象。
49 应力腐蚀 stress corrosion
金属材料在应力和腐蚀环境共同作用下而发生的开裂现象。
50 析气 gassing
电解过程中电极上有明显可见的气体析出现象。
51 活化 activation
用调整有效离子浓度，达到理想行为以消除电极表面的钝化状态。
52 活度 activity
在标准状态下，溶液中组分的热力学浓度，即校正真实溶液与理想溶液性质的偏差而使用的有效 浓度。
53 标准电极电势 standard electrode potential
在标准状态下，电极反应中所有反应物与产物的活度(或逸度)均等于l的平衡电极电势。
54 浓差极化 concentration polarization
电极上有电流通过时，由电极表面附近的反应物或产物浓度变化引起的极化。
55 钝化 passivation
在一定溶液中使金属阳极极化超过一定数值后，金属溶解速率不但不增大，反而剧烈减小，这种使金属表面由"活化态"转变为"钝态"的过程称为钝化。由阳极极化引起的钝化为电化学钝化，而由溶液中某些钝化剂的作用引起的钝化则称为化学钝化。
56 点腐蚀 spot corrosion
在金属表面出现的点状腐蚀。
57 配位化合物 complex compound
金属离子或原子与一定数目的带负电的基团或电中性的极性分子形成具有配位键的化合物。
58 复盐 double salt
两种盐以一定比例共同结晶而成的化合物。它实质上是以晶体形式存在的配位化合物。
59 氢脆 hydrogen embrittlement
金属或合金吸收氢原子和有应力存在下而引起的脆性。
60 渗氢 seepage hydrogen
金属制件在浸蚀、除油或电镀等过程中常有吸附氢原子的这种现象。
61 界面张力 interracial tension
两相界面间存在的使界面收缩的作用力称为界面张力。若其中一相为气体则称为表面张力。
62 临界电流密度 critical current density
在电镀所需电极反应的电势范围内，能够维持反应进行的最高或最低电流密度。高于最高电流密度时，电势移动超出所需范围，将有新的副反应发生。低于最低电流密度时，电极反应速率降低而达不到生产上的要求。
63 半电池 half-cell
单一电极与电解质溶液所构成的体系。
64 原电池 galvanic cell
能将化学能直接转变为电能的装置。一个原电池可以看作是由两个半电池组成的。
65 盐桥 salt bridge
连接两个半电池用于减小液接电势的装置，通常为盛有浓度较高的电解质溶液(例如饱和的KCL溶液)的玻璃管。
66 pH值 pH value
氢离子活度αH+(或近似地用浓度)的常用对数的负值，即pH＝一logaH+。
67 基体材料 basis material(substrate)
能在其上沉积金属或形成膜层的材料。
68 辅助阳极 auxiliary anode
为了改善被镀制件表面上的电流分布而使用的附加阳极。
69 辅助阴极 auxiliary cathode
制件上某些电流过于集中的部位附加某种形状的阴极，以避免毛刺和烧焦等缺陷，这种附加的阴极就是辅助阴极。
70 接触电势 contact potential
两种不同的导电材料接触时，在界面上产生的电势差。
71 晶间腐蚀 intercrystalline corrosion
沿着晶粒边界发生的选择性腐蚀。
72 溶度积 solubility product
在一定温度下难溶电解质饱和溶液中相应的离子之浓度的乘积，其中各离子浓度的幂次与它在该电解质电离方程式中的系数相同。
73 溶解度 solubility
在一定的温度和压力下，在100g溶剂中所能溶解溶质最大的克数。
74 微观覆盖能力 microcovering power
在一定条件下电镀液中金属离子在孔隙或划痕中电沉积的能力。
75 槽电压 tank voltage
电解时单元电解槽两极间总电势差。
76 静态电极电势 static electrode potential
无外电流通过时，金属电极在电解液中的电极电势。
77 螯合物 chelate compound
中心离子与配体多位配合形成的具有环状结构的配位化合物。
78 整平作用 1eveling action
镀液使镀层表面比基体表面更平滑的能力。
79 覆盖能力 covering power
在特定的电镀条件下，镀液沉积金属覆盖镀件整个表面的能力。
80 主要表面 signiflcant surface
制件上电镀前后的规定表面，该表面上的镀层对于制件的外观和(或)使用性能是极为重要的
