电化学在实际中的应用_电化学在生活中的应用
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电化学在实际中的应用
王斌 0809401046 摘要：本文介绍了电化学在物理化学中的地位，在实际中的应用。关键词：电化学 氰化金钾
物理化学是大学里很重要的一门课，对于想考化学方向研究生的人来说，物理化学尤为重要。它的研究对象涵盖范围广阔，是一门基础课程，几乎每个学校化学方向的考研都要考物理化学，学好物理化学这门课是考研的必要条件。电化学是物理化学的一个重要组成部分，它不仅与无机化学、有机化学、分析化学和化学工程等学科相关，还渗透到环境科学、能源科学、生物学和金属工业等领域。在物理化学的众多分支中，电化学是唯一以大工业为基础的学科。
它的应用分为以下几个方面：1 电解工业，其中的氯碱工业是仅次于合成氨和硫酸的无机物基础工业、耐纶66的中间单体己二腈是通过电解合成的；铝、钠等轻金属的冶炼，铜、锌等的精炼也都用的是电解法；2 机械工业要用电镀、电抛光、电泳涂漆等来完成部件的表面精整；3 环境保护可用电渗析的方法除去氰离子、铬离子等污染物；4化学电源；5金属的防腐蚀问题，大部分金属腐蚀是电化学腐蚀问题；6许多生命现象如肌肉运动、神经的信息传递都涉及到电化学机理；7应用电化学原理发展起来的各种电化学分析法已成为实验室和工业监控的不可缺少的手段。我想谈谈电化学合成方面的应用，同时也借此加深对电化学的理解。
何谓电化学？电化学就是主要研究电能和化学能之间互相转化以及转化过程中相关规律的科学。我们物理化学书上涉及到的电化学知识，有三个方面，分别是：电解质溶液；可逆电池的电动势及其应用；电解与极化作用。这三个方面总结起来看，就是介绍的电解池与原电池的各个部分。电解质溶液研究的是这两个池的导电介质，可逆电池的电动势及其应用研究的是电池的电动势，电解与极化作用谈论的是电极极化作用和电解池的电解。可见电池是贯穿电化学始终的关键概念。
电化学的应用实际就是利用电化学反应进行电化学合成。如何使本来不能自发进行的反应能够进行下去呢？较便捷的方法就是给反应体系通电，这就是电化学反应。利用电化学反应进行合成的方法即为电化学合成法。电化学合成本质上是电解。要想将电能输入反应体系，使不能自发进行的反应能够进行，就必须利用电化学的反应器—电解池或者简称电池。下面我将列举一个利用电化学反应进行一些物质合成的例子。这是一项专利技术，是由我院教授发明的。
氰化金钾，化学式为K[Au(CN)2]，是一种镀金液，主要用于纯金的电镀和用作化学试剂。纯金的电镀用于仪表精密工、防腐。在电子工业上应用尤其广泛。如高频电子元件镀金，可提供良好的导电性。K[Au(CN)2]以前的生产工艺复杂，且中间产物过多，多为环境污染物，并且难以得到高纯度的K[Au(CN)2]，生产出的产品不符合生产需要。后来我院教授，顾建胜，发明了一种电化学的方法合成K[Au(CN)2]。这种方法不产生环境污染物，唯一的废气是H2，对环境友好，且原子利用率高。
具体的生产方法如下：
金锭经高能压片机压制成金片，金片经洗涤后装进钛篮中，放入电解槽内，以金片为阳极，不锈钢为阴极，一定浓度的氰化钾为阳极液，氢氧化钾为阴极液，中间用隔膜隔开，在电流作用下发生电化学反应，金以亚金离子进入阳极电解液(即电解槽中的电解液)，由于受到隔膜的阻碍，亚金离子不能进入阴极电解液中，而其它离子可以自由通过，这样阴极上无金析出，而只放出氢气，亚金离子便在阳极液中积累起，当电解液中金达到一定浓度时，电解液经冷却结晶得到粗氰化亚金钾晶体，粗的氰化亚金钾经洗涤、干燥等工序得到氰化亚金钾成品。电化学反应式: 阳极: Au-e= Au+ 阴极: H + e= 1/ 2H2 ↑
金盐: Au++ K++ 2CN-= KAu(CN)2 凭借这种方法，顾建胜教授在昆山开创了一家公司，电化学的方法不仅简化了氰化金钾的生产工艺，还使顾建胜教授在商业上获得了成功。
当然关于电化学的应用例子还有很多，如今有许多的公司就是凭借一项或者几项电化学合成技术发展的，这里我就不一一列举。电化学合成往往都是简化了各种产品的生产工艺，减少了各种污染物的排放。电化学在实际生产中有很高的地位，甚至已成为生产氯气、某些过氧化物等氧化剂和钠、钴、镁等金属的惟一方法。
参考文献：《氰化金钾的生产工艺》，作者：付宏芳，文献出处：有色矿治，2006年02期
《无机合成化学》，张克立，孙聚堂，袁良杰，冯传启 +
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