電気分解に関する質問
- 電気分解について質問します。電解質水溶液を電気分解した場合の陽極と陰極で生じる物質について知りたいです。
- 陰極と陽極での物質の生成について具体的な例を教えてください。また、電子の放出に関しても詳しく知りたいです。
- ハロゲンイオンの電子の放出について、安定した電子配置があるのになぜ電子が放出されるのか、その仕組みについて解説してください。
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電気分解
高校化学１の電気分解に関する分野で質問します。 電解質水溶液を電気分解した場合の陽極と陰極で生じる物質についてです。 陰極：（Hより）イオン化傾向の大きい金属の陽イオンが析出し、イオン化傾向がHより小さい金属の陰イオンが電離している場合は、水が電離してできているH＋が電子を受け取りH2が発生する。 陽極：陰イオンが電子を放出する。放出のしやすさはハロゲン化物イオン＞OH－＞SO4(2-),NO3(-) となる。よって、電解質水溶液中の陰イオンがSO4(2-),NO3(-) の場合は、水が電離したOH-が電子を放出し、O2を発生させる。 {4[OH](-)→4[e](-)+2[H2O]+O2｝ 陰イオンの電子の放出について質問ですが、例えば、ハロゲン（Cl-）は最外郭に電子を補充され８個の安定した電子配置をとっていると思いますが、そこから電子が放出されるとは、どういう状態の変化がおこるのでしょうか？（電子を剥ぎ取るのに必要なエネルギーは電池の電気エネルギーで、電気親和力の逆なのでイオン化エネルギーということなのでしょうね…） そのあたりの仕組みについてご存知の方がいらしゃれば、解説していただけるとありがたいです。
- aaiukouiu
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> 電子を剥ぎ取るのに必要なエネルギーは電池の電気エネルギーで、 > 電気親和力の逆なのでイオン化エネルギーということなのでしょうね その通りです。 水溶液に掛けた電圧によって、電極に引き寄せられた塩化物イオンから 電子が奪われて塩素ラジカルとなり(→実際には電極の物質に吸着(結合) しているために本来のラジカルよりは反応性が低い)、同様にしてできた 別の塩素ラジカルと結合して塩素ガスになります。 ・・ ：Cl：^- 塩化物イオン ・・ ↓ ・・ ：Cl・ 塩素ラジカル ・・ ↓ ＋別の塩素ラジカル ・・ ・・ ：Cl：Cl： ・・ ・・ 要するに、塩化物イオンが電子を失った状態のままだと不安定すぎるので、 不安定になっているもの同士で結合して(多少なりとも)安定化する、という ことです。 (その結果として生じるのが、やや不安定な(=反応性が高い)塩素ガス、と) 基本的には、水酸化物イオンから酸素が生じるのと同じです。 (・・・というか、普通はそちらの方がCl^-よりも理解しにくいような気も・・・(汗) ラジカルについて(高校の範囲からは外れますが)： http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A9%E3%82%B8%E3%82%AB%E3%83%AB
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お礼
回答ありがとうございます。 ＞」水溶液に掛けた電圧によって、電極に引き寄せられた塩化物イオンから電子が奪われて塩素ラジカルとなり[→実際には電極の物質に吸着(結合)しているために、本来のラジカルよりは反応性が低い]。同様にしてできた別の塩素ラジカルと結合して、塩素ガスになります。 ↑ありがとうございます。参考にします。