第十章熔盐电解 数 表10-4纯盐的自扩散系数 熔盐 示踪离子 温度,K 自扩散系数,cm2·s Nacl 11.15 9.6×10-5 11.15 16.7×10 1013.15 4.7×10 1013.15 4.2×10-5 43015 5×10 943.15 3.8×10-5 Zncl 873.15 0.6×10-5 873.15 0.4×10 Balls 1273.15 1.84×105 1273.15 2.99×10 104电解的基本规律 熔盐电解过程的阴极和阳极反应 电解的实质是电能转化为化学能的过程,其理论基础遵从电化学规律 电解过程的阴、阳极反应的综合。 熔盐电解符合电解质电解的一般规律,利用熔盐制取金属的过程中,金属的沉积发生 在阴极上,阳极一般选择导电性好且不熔于熔盐或金属的材料- 碳制材料 阴极反应一般表现为:金属离子得到电子转化为金属原子,如 2A1+6e=2Al 阳极反应比较复杂,有可能表现为多元反应。对氯化镁熔盐电解反应,有 2C12-2e+Cl2(g) 对铝电解则有 02-+1.5C-6e=1.5C02 这种反应导致碳制阳极的消耗。 熔盐中有多种离子存在时,对阴极和阳极遵从析出电位低的元素先析出的基本规律。 在理想情况下,析出量服从法拉弟定律。 分解电压 在可逆情况下使电解质有效组元分解的最低电压,称为理论分解电压(Ve)。理论分 解电压是阳极平衡电极电位(εe)与阴极平衡电极电位(eea)之差。 ee(k) (10-5) 当电流通过电解槽,电极反应以明显的速度进行时,电极反应将会明显偏离平衡状态, 而成为一种不可逆状态,这时的电极电位就是不平衡电位,阳极电位偏正,阴极电位偏负。 这时,能使电解质熔体连续不断地发生电解反应所必需的最小电压叫作电解质的实际分解 电压。显然,实际分解电压比理论分解电压大,有时甚至大很多。 实际分解电压简称分解电压(V),是阳极实际析出电位(e()和阴极析出电位(e (x))之差 (10-6)第十章 熔盐电解 171 数。 表 10 - 4 纯盐的自扩散系数 熔盐 示踪离子 温度 ，K 自扩散系数， cm 2 ·s - 1 22Na+ 1113.15 9.6×10 - 5 NaCl 28Cl - 1113.15 6.7×10 - 5 86Rb+ 1013.15 4.7×10 - 5 RbCl 36Cl - 1013.15 4.2×10 - 5 134Cs+ 943015 3.5×10 - 5 CsCl 36Cl - 943.15 3.8×10 - 5 65Zn2+ 873.15 0.6×10 - 5 ZnCl2 36Cl - 873.15 0.4×10 - 5 140Ba2= 1273.15 1.84×10 - 5 BaCl2 36Cl - 1273.15 2.99×10 - 5 10.4 电解的基本规律 一、 熔盐电解过程的阴极和阳极反应 电解的实质是电能转化为化学能的过程，其理论基础遵从电化学规律。 电解过程的阴、阳极反应的综合。 熔盐电解符合电解质电解的一般规律，利用熔盐制取金属的过程中，金属的沉积发生 在阴极上，阳极一般选择导电性好且不熔于熔盐或金属的材料 - - - - 碳制材料。 阴极反应一般表现为：金属离子得到电子转化为金属原子，如 2Al 3++6e=2Al Mg2++2e=Mg 阳极反应比较复杂，有可能表现为多元反应。对氯化镁熔盐电解反应，有 2Cl 2 - - 2e+Cl2(g) 对铝电解则有 3O2 - +1.5C - 6e=1.5CO2 这种反应导致碳制阳极的消耗。 熔盐中有多种离子存在时，对阴极和阳极遵从析出电位低的元素先析出的基本规律。 在理想情况下，析出量服从法拉弟定律。 二、 分解电压 在可逆情况下使电解质有效组元分解的最低电压，称为理论分解电压（Ve）。理论分 解电压是阳极平衡电极电位（εe（A））与阴极平衡电极电位（εe（K））之差。 Ve=εe（A） - εe（K） （10 - 5） 当电流通过电解槽，电极反应以明显的速度进行时，电极反应将会明显偏离平衡状态， 而成为一种不可逆状态，这时的电极电位就是不平衡电位，阳极电位偏正，阴极电位偏负。 这时，能使电解质熔体连续不断地发生电解反应所必需的最小电压叫作电解质的实际分解 电压。显然，实际分解电压比理论分解电压大，有时甚至大很多。 实际分解电压简称分解电压（V），是阳极实际析出电位（ε（A））和阴极析出电位（ε （K））之差。 V=ε（A） - ε（K） （10 - 6） 171