电流的化学效应.ppt

電流的化學效應 你知道嗎?! 當電流通過電解質時,在兩極會發生化學反應,這就是所謂電流的化學效應 水的組成與分解 組成: 氫氣燃燒可產生水 氫與氧組成水 分解: 接於電池兩極的金屬導線於水中生氣泡 水被電流分解為氫與氧 電解 利用電能,以引起分解的化學反應 裝置: 原理:正離子移向負極得電子而析出 負離子移向正極失電子而成中性原子析出 水的電解 注意事項: 針頭與銅線以絕緣膠帶纏緊是防氣泡從銅線冒出 純水極難電解故加入氫氧化鈉幫助導電。 試管內不能有空氣 水的電解裝置(二) 水的電解觀察 負極產生的氣體與正極產生的氣體其高度比為2：1 體積比為2:1 兩極的極棒愈靠近，電解產生氣泡的速率愈快。 負極的氣體會使點燃的火柴產生爆鳴聲 氫之可燃性 正極的氣體會使餘燼復燃 氧之助燃性 化合物與化學變化 水的電解討論 電解時，水中OH–離子移向正極，故正極可收集到氧氣;H+移向負極，故負極可收集到氫氣。 反應式: 負極:H++e- H2 正極:2OH– O2+2H++4e- 總反應:2H2O 2H2+O2 體積比: 2 : 1 質量比: 1 : 8 定比定律 硫酸銅水溶液的電解 以碳棒做電極,因其穩定而不參與化學反應 硫酸銅於水中解離:2CuSO4→2Cu2+＋SO42– 銅離子移向負極得電子而析出紅色銅 碳棒質量增加,溶液中Cu2+減少,故藍色逐漸便淡 水比硫酸根離子易失電子,故正極是電解水的反應而生氧氣與H+ pH值降低 硫酸銅水溶液電解裝置 反應式: 負極:2Cu2+＋4e–→2Cu 正極:2H2O→4H+＋O2＋4e– 總反應: 2Cu2+＋2H2O→2Cu＋O2＋4H+ 這就是我們喝的水嗎？ 是否曾被賣淨水器的推銷員以家中的水來電解，而被電解水中出現黃色與綠色的各種汙穢不堪的懸浮物所嚇到呢？ 事實上︰ 其以鐵作正極而發生氧化反應,會產生有色的金屬離子或金屑錯離子： Fe→Fe2＋＋2e－或Fe→Fe3＋＋3e－ 而電解水時負極產生鹼性物質,可與鋁電極生之鋁離子產生膠狀物質：2H2O+2e－→H2＋2OH－ 2Al+2OH－＋6H2O→2A1(OH)4－＋3H2 故有色汙染物來自鐵棒，膠狀懸浮物來自鋁棒， 電鍍 電鍍︰利用電解反應,將一種金屬鍍於另一種金屬的表面,形成一層金屬外殼 原理︰利用電解反應,溶液中的金屬離子會在負極接受電子而析出 反應︰ 正極:欲鍍金屬M M++e- 負極︰被鍍物表面做M++e- M 故用含M+之溶液作電鍍液 電鍍的圖解 電鍍實例一 鐵質鑰匙鍍上銅 正極：Cu→Cu2+＋2e– 負極：Cu2+＋2e–→Cu 全反應： Cu（正極）→Cu（負極） 電鍍液：硫酸銅溶液 電鍍實例二 銅板鍍銀 正極：Ag→Ag2+＋2e 負極：Ag2+＋2e–→A 全反應： Ag（正極） Ag（負極） 電鍍液：銀氰化鉀溶液 討論 溶液中金屬離子在負極獲得電子而析出,故負極重量增加,且受溫度、電流強度及電鍍液濃度影響其薄膜的均勻堅實 正極金屬溶解成金屬離子進入電鍍液中,故正極重量減少 正極減少的質量等於負極增加的質量,故電鍍液的離子濃度不變。 用砂紙磨去鏽斑,以氫氧化鈉水溶液洗去油汙,因其造成導電不良 電鍍後,被鍍物體先以蒸餾水沖洗,再以丙酮洗淨,因丙酮為一種極易揮發的溶劑,故有助於加速乾燥硬化。 電鍍的功用、污染、處理 功用: 防止生銹:能使電鍍層內的金屬與空氣、水分隔絕,以免生銹。 增加美觀：能使物體表面光滑明亮。 提煉純金屬:粗銅中含金銀鋅等雜質,故將粗銅放於正極以電解出純銅於負極 磨光金屬表面:因正極金屬在通電過程中,都由突出部份先被電解融化,故可使金屬表面變光滑 電鍍的污染、處理 電鍍工業的廢棄物可能含有銅、鉻、鋅等重金屬,濃度高時都有毒性。對環境造成很嚴重污染。 鍍銀的電鍍液中含有劇毒的氰化物（含CN–）,必須加以處理才能排放。 民國75年4月間的二仁溪河口綠牡蠣事件,就是二仁溪上游電鍍業者隨意排放電鍍廢棄液的結果,造成銅離子的污染。通常可在銅離子水溶液中加入鋼絲絨,使其反應,析出金屬銅。 化合物與化學變化 化學變化:原分子發生改變產生新分子,性質也改變了 化合物:由兩種或兩種以上的元素以一定的比例組成的新物質 與其成分元素的性質完全不同 必須用化學變化