• ベストアンサー

水の電気分解でのイオンの役割は?

ko-masaの回答

  • ko-masa
  • ベストアンサー率42% (14/33)
回答No.5

みなさんのいわれているとおりそうだと思います。 とはいってもあんまりわかってはいないのですが。 反応式は僕も高校でkajurumさんのように学びました。 たしかに純水より電解質を入れた方が電気は 流れやすいでしょう。 電気はながれなくてもいいといわれましたが もしそうなら陰極、陽極の溶液を別々に置いて 電気分解をしようとしてもできるでしょうか? いやできないでしょう。そうすると一方はただひたすら 電子をとられ続け一方はもらい続ける。 これでは電気勾配(+と-の偏り)もできて 反応が進みにくくなります。 そのため電気勾配ができないように イオンが移動していくと考えてはどうでしょう。 純水なら移動しにくいのでこれでは困ります。 そのため硫酸ナトリウムなどの電解質を入れて 移動しやすくするのではないのでしょうか? きっと硫酸ナトリウムが電気を流す役割を 果たすんですよ(わかっていないですが) 塩橋って知ってますよね?あれはプロトンとか OH-とかが動くのじゃなくって塩橋の中では その中の物質がバトンタッチして動きます。 電池と電気分解の差こそあれ、そういうことじゃ ないでしょうか? よーわかりませんが自分の意見としては こんなとこです。それでは。

rei00
質問者

お礼

回答ありがとうございます。 > 電気はながれなくてもいいといわれましたが > ・・・・ > 反応が進みにくくなります。  すみません,これは説明不足でした。これに関しては改めて質問しようかとも考えているのですが,電気勾配の生成さえ抑えれば,必ずしもイオンが移動する必要はないように思うのですが・・・・。ただ,通常は H+ イオンや OH- イオンが移動しているようですので,私の理解不足だったようです。 > きっと硫酸ナトリウムが電気を流す役割を > 果たすんですよ(わかっていないですが)  すみません。質問での説明の仕方が悪かったのかも知れませんが,電気化学の成書によると Na+ や SO4(2-) が陰極から陽極へ,あるいは陽極から陰極へと移動はしていません。で,どうして電気を流す役割が果たせるんだろうか?これが本来の疑問でした。  

関連するQ&A

  • 水の電気分解について

    中3です。イオンや電離のことをやっていて、水の電気分解について調べていたら↓の式が出てきました。 <水酸化ナトリウム水溶液>     NaOH → Na+ + OH- 陰極:2H2O + 2e- → H2 + 2OH-       陽極:4OH- → 2H2O + O2 + 4e-   eって電子のことですか? 式の意味もよくわかりません…。 わかりやすく説明お願いします!!

  • 水の電気分解に関する私の勘違い(?)を解いて下さい

       水の電気分解において,陰極及び陽極で次の反応が起こって,それぞれ OH- や H+ が生成します。    陰極:2H2O + 2e- ―→ H2↑ + 2OH-    陽極:2H2O ―→ 4H+ + O2↑ + 4e-  このままでは,電気分解の進行に連れて,陰極の OH- 濃度と陽極の H+ 濃度が高くなり,反応が止まります。通常は,支持塩の Na+ や SO4(2-) が,各イオンを中和したり,生成した OH- や H+ が移動して反応の停止を防いでいます。  だとすると,イオンの濃度勾配の生成を抑えれば,電気分解は進行すると思われます。例えば,次の様に行ないます。 ・陰極と陽極に別々の電解槽(溶液の流入,流出口のあるもの)を用意します。 ・陰極側に硫酸水溶液を,陽極側に水酸化ナトリウム水溶液を入れます。 ・陰極側に硫酸水溶液を,陽極側に水酸化ナトリウム水溶液を,それぞれ一定速度で流します。 ・電解槽に白金電極を入れ,電池をつなぎ,電気分解を行ないます。  この装置では,生じた OH- や H+ を電解槽から流出させる事で,電極部分のイオンの濃度勾配の生成が抑えられます。そのため,電池の寿命がある限り電気分解が進みます(?)。  そうすると,陰極側流出液には OH- が,陽極側流出液には H+ が,それぞれカウンタ-イオン無しに存在する事になってしまいます。これは納得いかないので,何処かで勘違いしていると思うのですが,何処かが判りません。  すみませんが,私の勘違いを指摘し,私を納得させて下さい。  

  • 水の電気分解は不可能なのですか?

    水を電気分解する際に、よく“電気を通りやすくするために水酸化ナトリウムや硫酸を加える”と書いてありますが、水を不純物にしてしまったら、“水を電気分解する”とは言えないのではないでしょうか?陰極や陽極での反応をみると、確かにナトリウムイオンや硫酸イオンは反応に関係していないのですが、何か腑に落ちません。よろしくお願いします。

  • 電気分解 なぜ塩を加えるか 

    こんにちは、水の電気分解について質問があります。 単純なものかと思っておりましたが、ふと考えると何故と思うことがあったので、お教えください。 「純粋な水は電流を通さないので」という理由から塩化ナトリウムなどの電解質を加えますが、いったい何故加えるのでしょうか。自由電子が水中を走っているわけではないし、塩化ナトリウムを加えたところで、自由電子が加わるわけでもないですよね。あくまでイオン種が増えるだけです。 電極に電圧をかけると、たとえば陰極では、電子が供給されて、H+の還元が起きますよね。すると電極近傍のプラスイオンが消費されるので、電極から離れた沖合いのプラスイオン(H+、Na+)が供給されますよね。でも電極で反応するのはNa+ではなく、H+ですよね。すると、いくらNa+が供給されようとも、H+がこない限り電極での反応は起きないですよね。 ここまでの話では、Na+が活躍する場面がないですよね。消費されるのはH+であるから、Na+がいようがいまいが、関係ないように思います。それとも、Na+の流れ(?)により、H+の供給が促進されるのでしょうか? そうだとすると何故でしょうか・・・ とどのつまり、溶液抵抗とは一体何かということであります。 反応にかかわらないイオン種がいて、一体何の役に立っているのかということです。確かに帯電した種がいることで、電気が流れやすくなる、という「イメージ」はできあがるのですが、もっと電気化学的に細かく見ると一体どういった仕掛けなのかと疑問に思いました。 よろしくお願いします。

  • 電気分解について

    水酸化ナトリウム水溶液を電気分解すると、陽極で水酸化物イオンが反応するのに対し、硫酸水溶液を電気分解すると、同じ陽極で水が反応するのはなぜですか?

  • 塩化ナトリウムの電気分解について

    化学の資料集に塩化ナトリウム水溶液ををPt-Pt極で電気分解するとNaOHが生じると書いてありました。陰極では水酸化物イオンが生じ、塩化ナトリウムは完全に電離するのでナトリウムイオンを生じますが、NaOHは強塩基だから水酸化物イオンとナトリウムイオンはくっつかないはずではないのですか?宜しくお願いします。

  • 水の電気分解について教えて下さい

    水の電気分解の際に水酸化ナトリウムや硫酸を入れますが、その時の反応式を見るとNa+やSO4(2-)は反応していません。もちろんそれぞれ電極付近に移動しているとは思うのですが、実際にこれらは何をしているんですか?教えて下さい!! また電気分解について電気化学的に総括して教えて頂けるととても助かります。 ネットや電気化学の本などで調べた結果、支持塩は電解液中の電荷の偏りを打ち消すために使われたとか、電極付近の電荷の中和に使われたとか書かれていて良く分かりませんでした。どのようにしてその電荷が発生して打ち消されたのかあたりで当方止まっています。

  • 亜鉛、錯イオン

    亜鉛が水酸化ナトリウムに溶ける反応で Zn+2NaOH→Na2[Zn(OH)4]+H2↑という反応式がありますが、 (1)この、[Zn(OH)4]2-というイオンの名称は亜鉛酸イオンでいいのですか? (2)それと、このイオンは錯イオンですか? この2点について、宜しくお願い致します。

  • 硝酸ナトリウムを電気分解したら。。。

    硝酸ナトリウムを電気分解したら、 pHが上昇しました。それはどうしてですか? 自信がないので、教えてください。 推測としては、 「イオンとしては、Na+ NO3- H+ OH-が存在し、 そのうち、NaOHが生成され、pHが上昇する。」 だと思うのですが... また、H+は陰極にて水素ガス発生。 そして、陽極では酸素ガス発生。 では、NO3はNO2-とO2-となり、亜硝酸イオン生成。 そのO2-が陽極で酸素ガスとして発生する。 電気分解は初めてしているので、 本を読んだだけでは自信が持てません。 すみませんが、この電気分解について 分かる方、宜しくお願いします。

  • 水と電解質

    水に水酸化ナトリウムをいれるとなぜ電気分解するのか、電解質は水に入れて電離した時、水分子はどのようになっているのか、また電圧を印加するとどのように動き、水酸化ナトリウムのNa+イオンとOH-イオンはどのようになっているのかわかりません。大体、水だってイオンになってとしてもH+とOH-になりそうなのですが、水素と酸素が気体の状態でで2:1で出てくる理由もわかりません。仮に水がH+とOH-の形で分解するとしても、陽極で電子を奪われたOHはどうなっているのか、水分子に電解質が与える作用や電圧が加わった時の水溶液内の電子の動き、イオンの動き、そして最終的に気体になるまでの順序(?)のようなものを教えてください。