电解水的原理1
电解水是以电解方式使水之pH值与氧化还原电位改变,并分解产生O2及H2。一般来说,能让自由能增加的化学反应是不存在的。因此水在自然状态下不可能分解产生O2及H2。但是若在水中加入阴极、阳极,通上电流,即能比照法拉第定律发生电解反应。阳极的材料通常以不易溶解的白金或石墨比较妥当。在阴极及阳极的氧化还原反应如下:
阴极:2H2O+2e- = 2OH- + H2 具还原力之碱性离子水。
E0=0-0.0591pH
阳极:H2O = 2H+ + 1/2O2 + 2e- 具氧化力之酸性离子水 。
E0=1.228-0.0591pH
阴极和阳极表面生成氢与氧后,电极四周的水,便会倾向碱性和酸性,氧化还原电位亦随之改变。在两极之间插入能限制水移转的多孔性半透膜,或能让阴阳离子有选择性通过的阴阳离子半透膜,即能自阴极收集氢氧离子浓度高具还原力的碱性水,阳极收集氢离子浓度高且具氧化力的酸性水,自阴极、阳极产生之电解水称谓目前并未统一,电解酸性水亦称为电解氧化水,电解碱性水则是电解还原水,本文为统一起见一律称电解碱性水、电解酸性水。
实验设备:
为能有效控制电解时之影响因子,本实验所使用之电解水制造设备为自行设计,电源供给可调整电解电位,电解电流,水样进样分为批次式(Batch type)或可调整流速之流动式(flow type),并同时监测阴极槽与阳极槽之 pH、ORP、导电度变化。设备简图见图1,阴极为不锈钢片,阳极为碳棒。
.药品:
99.5%氯化钠
实验参数:
影响电解水组成之因素包括电解电位、电解电流、电解时间(或进水流速)、电解质种类、半透膜种类等。本研究初步设定电解电位为60V,进样方式为批次式(Batch type),比较样品与改变参数分列如下:
(1)水样:自来水、2mM氯化钠溶液、5mM氯化钠溶液。
(2)半透膜:阳离子交换膜。
(3)电解样品静置时间:0-3天。
参考资料:http://tieba.baidu.com/f?kz=546779174