伏打电池中的自发氧化还原反应 将化学能转化为电能。或者,外部电能会在电解池中 驱动非自发氧化还原反应,这一过程称为电解。电解池包括用于氧化的阳极 和用于还原的阴极。但是,与伏打电池不同,在伏打电池中,带负电的阳极是电子源,而电解池则像电池一样,有一个外部电子源。电池从连接到正极端子的 阳极吸取电子,并驱动电子流向 连接到负极端子的阴极。因此,电子从外部电源的 正极流向负极。电解用来把离子化合物分离成 它们的组成元素。在熔融或水溶液状态下,它们的组成离子可以自由导电。请考虑溴化钾在 734℃下熔化。这里,溴化物和钾离子 分别以它们的最低或最高氧化态 存在。通电时,溴离子 在阳极被氧化为溴气,钾离子在阴极被还原为 固态钾。在像碘化钠和溴化钾这样的 熔融离子混合物中,标准电极电位 用于预测哪种物质会发生反应。一般来说,具有较低电极电位的 阴离子被氧化,而具有较高正电极电位 的阳离子被还原。有趣的是,由于可能存在水的电解,含水溴化钾的电解会从熔融盐中 产生不同的产物。因此,在每个电极上可能发生两个反应;溴离子或水在阳极 氧化,钾离子或水在阴极 还原。由于电极电位较低,有利于溴离子氧化为溴,而水则在较高的正电极电位 驱动下还原为氢气。半反应的化学计量 可用来计算电解过程中 产生或消耗的物质的量。例如,熔融溴化钾的电解 利用一个电子形成一个钾原子。因此,每摩尔电子或 96, 485 库仑电荷 通过电池,将产生 1 摩尔或约 39 克固态钾。