电化学中的防护墙——离子交换膜
2021-05-30陈飞
中学生数理化·自主招生 2021年4期
陈飞



离子交换膜是一种对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜,在应用时,主要是利用它的离子选择透过性,所以也称为离子选择透过性膜。不论是原电池还是电解池装置,大多数都带有离子交换膜,其在电化学中应用十分广泛,也是高考试题中的常客。本文探讨离子交换膜在电化学中的重要应用,对同学们深人理解原电池原理和电解池原理提供帮助。
一、离子交换膜的类型
离子交换膜按功能及结构的不同可以分为多种类型。高考试题中主要是根据透过的微粒种类将其分为阳离子交换膜、阴离子交换膜和质子交换膜。阳离子交换膜只允许阳离子通过,阻止阴离子和气体通过,阴离子交换膜只允许阴离子通过,质子交换膜只允许质子(H+)通过。
二、离子交换膜的作用
离子交换膜在不同的装置中有不同的作用,下面我们来看一下在电化学中的主要作用。一是防止副反应发生,提高装置的工作效率,提高产品的纯度,防止引发不安全因素。例如在电解饱和食盐水中,利用阳离子交换膜防止阳极产生的氯气进入阴极室与氢氧化钠反应,导致所制产品不纯,也可防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气相遇而发生危险。二是使离子选择性定向移动,平衡整个溶液中的离子浓度或电荷,使溶液始终保持电中性。三是使某种离子能够发生定向移动,构成闭合回路,从而形成原电池或电解池装置。四是常用于物质的制备、分离和提纯等。……
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