樓主的這個問題高中階段應該會大概地講一下,要再具體的話就要用到大學的化學熱力學了——我用這兩種方法分別講罷——
法一:水分解為氫氣和氧氣的方程式為2H2O=2H2↑+O2↑,這是一個氧化還原反應.要使反應發(fā)生,則正1價氫需要得到電子生成氫氣,負2價氧需要失去電子生成氧氣.而通常狀況下水是很穩(wěn)定的,氧很不容易失去電子給氫,因此通常狀況下無法反應.如果給它通電,就相當于外電源強行把電子給了氫,又強行奪走了氧的電子,于是生成了氫氣和氧氣——水就分解了.這是對電解水的大概解釋.
法二:如果學到了化學熱力學,就可以知道:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g),這個反應常溫下〔298K,即25℃〕的自由能〔ΔG〕為+474.258kJ/mol,焓變〔ΔH〕為+571.66kJ/mol,熵變〔ΔS〕為+326.68J/(mol·K).這個反應為吸熱熵增型反應,常溫下自由能為正值,是非自發(fā)反應,需要外界對它做功才能使反應進行.其中一種方法就是對它做電功,即對水通電.只要做電功的ΔG絕對值與該反應的ΔG相同,反應就有可能進行.根據公式:ΔG=-nEF,代入數據可算得水的理論分解電壓為1.23V,即理想狀況下,插入水中的兩電極間電壓達到1.23V,就有可能發(fā)生水的分解反應
另外,由于此反應為吸熱熵增型反應,因此高溫有利于反應的進行.高溫下水為氣體,因此數據要改一改:
2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)
ΔG(298K)=+457.144kJ/mol
ΔH(298K)=+483.638kJ/mol
ΔS(298K)=+88.856J/(mol·K)
將ΔG=0〔能發(fā)生反應的臨界情況〕代入吉布斯-亥姆霍茲方程〔ΔG=ΔH-TΔS〕,可估算出水的熱力學分解溫度約為5400K以上,超過5000℃,即將水蒸氣高溫加熱至五千度以上,水蒸氣即可能分解
以上是對電解水的解釋.至于分解水的其它方法,一個就是我說到的高溫加熱〔實際上這么高的溫度很難實現〕實際上,要讓水分解,就要對它做功,這是反應的一個必要條件.那么,做功還有其它方法——比如光解水,即利用光或其它高能電磁波照射水,這也是做功.但是這樣做功不一定能使水分解,因為光解水的速率太慢了,慢到幾乎無法發(fā)生.因此目前科學家正在尋找一種合適的催化劑來催化水的光解,以提高其反應速率而使水的光解成為可能.
至于樓上說的細菌分解我倒是不清楚,也許就像樓上自己說的,傳說罷——
目前使水分解的主要方法還是電解——
為什么通電就一定可以將水分解,還有無其他方式分解水
為什么通電就一定可以將水分解,還有無其他方式分解水
化學人氣:264 ℃時間:2020-05-11 02:50:14
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