电解水实验及说明的物理知识

电解水实验及说明的物理知识

固体导体中的电流是电子的定向移动产生的，液体导体中的电流是离子的定向移动产生的；电流的产生离不开电动势，电势就像抽水中产生水压的装置，电子在电势的作用下定向移动。因为电势能够在导体中产生电场（这是产生电流的内在原因）。电解水实验是高中化学中的一个知识点，其中也蕴含了物理知识。本文将分别从化学和物理角度分析一下电解水中电流产生的原因，复习一下物理与化学的共同知识点。

电解水实验原理是水分子O H 2会分解为+H 和-OH ，氢离子+H 和氢氧根离子-OH 会在电场作用下沿相反方向运动，电解水实验如下：

上图中水中两电极之间+H 由阳极（即与电源正极连接）运动到阴极（即与电源负极连接），-OH 由阴极运动到阳极，这是水中离子的运动方向，而导线中的电流是从正极流向负极，电子由负极流向正极，所以，液体中阴极聚集的+H 会得到电子，从而被还原为2H ，液体中聚集的-OH 会失去电子，从而被氧化为2O 。

因为+H 与-OH 得失电子一样，+H 每得到4个电子会被还原为2个2H 分子，

-OH 每失去4个电子会被氧化为1个2O 分子，所以阴极得到的2H 体积是阳极得到的2O 体积的二倍。

分析：从电解水实验中，可以知道，在电源的作用下，导线中会有电子定

向移动，这正是导线中电流产生的原因，而液体中不会有电子运动，而会有离子的运动，本实验中，导体中电子的运动和液体中离子的运动产生了宏观电流。本实验揭示了一个物理规律：带电粒子的运动会产生电流，而不用考虑这个带点离子是什么样的离子，而常见的带电粒子有电子，各种离子等，而不常见的有半导体中“空穴”的运动，这些运动都会产生电流。