電解水

电解水通常是指含鹽(如氯化鈉)的水经过电解之後所生成的產物。電解過後的水本身是中性,可以加入其他離子,或者可经过半透膜分離而生成两种性質的水。其中一种是碱性離子水,另一种是酸性離子水。以氯化鈉為水中所含電解質的電解水,在電解後會含有氫氧化鈉、次氯酸與次氯酸鈉(如果是純水經過電解,則只會產生氫氧根離子、氫氣、氧氣與氫離子)。

在某些條件下,電解後產生的酸性電解水有殺菌用途。依據電解原理在電極(陽極/正極反應:H2O(l) → 2H+(aq) + 1/2 O2(g) + 2e-,陰極/負極反應:2H2O(l) + 2e- → 2OH-(aq) + H2(g),全反應:2H2O→2 H2 + O2)生成的氧氣,在較低pH值(例,pHE^\ominus。近年來歐美均採用國際純粹及應用化學聯合會(IUPAC)規定的標準還原電位,而標準氧化電位與標準還原電位的數值相同而正負符號相反。

在25℃ 時以氫為準之標準還原電位E°,如下表所示:

在電解過程中,陽離子向直流電極之(-)極靠近析出,飲用電解還原水之簡單試驗結果,如下:

觀察到的現象就是,電解鹼性離子水之所謂負電位,與電解電流值呈現明顯正相關(只是電位值是負數),即電流愈強,負電位值負愈大(最大負值約為-888mV)。這是還原反應陽離子析出的半反應,也是電力能量與化學能/熱能的平衡結果。

pH值
一般常溫常壓情況下,pH=7的中性水溶液,例如溶存200ppm中性鹽或純水,可表示水中解離的氫離子和氫氧根離子濃度的乘積。

在電解過程中,陽離子向直流電極之負極靠近析出,飲用電解還原水之簡單試驗結果,如下:

電解電流愈強,鹼性愈高,當然是正相關。透過pH定義的了解,電解鹼性離子水之pH值愈高,表示其水溶液之氫氧根離子濃度較氫離子濃度高;意味著陽離子析出濃度也較高。
鹼性資源
在電解過程中,陽離子向直流電極之負極靠近析出,飲用電解還原水之簡單試驗結果,如下:

酸性離子水
对氯化鈉(電解質)水溶液进行电解可以製備pH<4.0的次氯酸水溶液。在電解過程中,正極生成的氯氣,该气体在較低pH值(<4.0)時,溶於水產生次氯酸。
依據「化學」學理及實際電解的操作試驗,在「酸性離子水」的pH<2.7的情況下,「次氯酸根離子」將再度被「正極」析出的「氧氣」所氧化,因此生成更強的「氯的含氧酸」,即「亞氯酸根離子」成份。此時,对酸性離子水进行「ORP」測定時,其「正電位」可達(+1100mV)以上。在日本,這種特殊的電解氧化酸性水稱為「電解強酸性離子水」。

傳統電解水製備氫氣與氧氣
添加電解質導通電流,將水分子電解解離。直流電極之負極,析出氫氣;正極則析出氧氣。可以利用排水集氣法收集氫氣與氧氣,其體積比為2:1。上述電解質可以是強酸強鹼化合之離子化合物,如氯化鈉,但是為了避免陽極生成氯氣,應以氫氧化鈉做為電解質為宜。

氫氣不但被認作燃料,還被擬想為電的直接取代品,它可以天然氣的狀態經地下管道四處輸送。不同於電的是它可以儲存(通常在低溫下以液態),氣體可以不斷地供應,當能量的需要量高,尚可預先儲備。氫將以燃燒的方式產生熱能,或用於燃料電池產生電能。

参考來源
外部链接
*電解氯化鈉水溶液之鈉元素(國科會科普知識~鈉的自述)[http://web1.nsc.gov.tw/ct.aspx?xItem=9827&ctNode=40&mp=1]
*飲用電解水(國科會科普知識~海洋來源飲用水)[http://web1.nsc.gov.tw/ct.aspx?xItem=10501&ctNode=40&mp=1]
*DR.M.TED MORTER,JR.~your complete personal guide to wellness , nutrition & disease prevention
*[http://www.ecaa.ntu.edu.tw/weifang/water/%E8%AA%8D%E8%AD%98%E9%9B%BB%E8%A7%A3%E6%B0%B4.htm 《節水季刊》第19期 認識電解水]

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