電気分解 | みくあす化学館

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電気分解

 

今回は、電気分解について。

 

 

電気分解は、電解質水溶液に
電気エネルギーをぶち込んで
無理やり物質を分解させる方法です。

 

 

電解質水溶液中で
陰イオンになっているものは
陽極側に移動し、

 

陽イオンになっているものは
陰極側に移動します。

 

要するに自分と逆の電荷の極に
引き寄せられるということです。

 

 

電気分解で生成する物質と
生成しない物質があります。

 

 

陰極で生成するのは
水素、銅、銀、鉛などです。

 

鉛はあんまり出てこないので
覚えなくてもいいです。

 

水溶液中にこれらの陽イオンがあれば
次の反応が起こります。

 

Ag++e-→Ag

 

Cu2++2e-→Cu

 

2H++2e-→H2

 

 

生成しやすさは
イオン化傾向の低い順です。

 

Ag>Cu>H

 

銀があれば真っ先に
陰極に析出します。

 

銀が無ければ銅が析出します。

 

銀も銅も無ければ水素が発生します。

 

 

つまり電解質水溶液が
硝酸銀水溶液なら銀が析出
硫酸銅水溶液なら銅が析出
塩酸なら水素が発生

 

というわけです。

 

 

では塩化銅水溶液を電気分解したら
陰極でなにが生成するでしょう。

 

 

答えは銅ですね。

 

 

ではヨウ化カリウム水溶液なら?

 

銀も銅も無いので
水素が発生しますね。
この水素は水が分解したものです。

 

水溶液なので絶対に水はあるはずです。
なので、銀も銅もなければ
絶対に水素が発生します。

 

 

では次に、
陽極で発生する物質を見てみましょう。

 

 

陽極で発生するのは、
ハロゲンと酸素です。

 

もしくは何も発生せずに
陽極が溶けます。

 

 

電極が溶ける金属の場合は、
何も発生せずに陽極が溶けます。

 

溶けない陽極は、
炭素棒と白金電極だけです。

 

それ以外は溶けます。

 

 

銀や銅も陽極に使うと溶けます。

 

 

では、炭素や白金を
陽極に使うとどうなるか。

 

ハロゲンや酸素が発生します。

 

発生しやすさは

 

ハロゲン>O2

 

塩化物イオンがあれば
塩素が発生します。

 

ヨウ化物イオンがあれば
ヨウ素が発生します。

 

ハロゲン化物イオンがなければ
酸素が発生します。

 

 

つまり電解質水溶液が
塩化ナトリウム水溶液なら塩素が発生
ヨウ化カリウム水溶液ならヨウ素が析出
水酸化ナトリウム水溶液なら酸素が発生

 

というわけです。

 

 

では塩化銅水溶液を電気分解したら
陽極でなにが生成するでしょう。

 

 

答えは塩素ですね。

 

 

ではヨウ化カリウム水溶液なら?

 

ヨウ素が析出します。

 

 

希硫酸だったら?

 

ハロゲンが無いので
酸素が発生しますね。
この酸素は水が分解したものです。

 

水溶液なので絶対に水はあるはずです。
なので、ハロゲンがなければ
絶対に酸素が発生します。

 

 

 

まとめ

 

・陰極では銅、銀、水素が生成
・生成しやすさは銀>銅>水素
・陽極では炭素・白金以外の陽極は溶ける
・炭素・白金陽極ではハロゲン・酸素が生成
・生成しやすさはハロゲン>酸素

 

 

それでは、今回はここまで。

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