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水の電気分解に関する私の勘違い(?)を解いて下さい
plo_olqの回答
- plo_olq
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大半の答えが出ているような気がしますが、面白そうな話題ですので私も参加させてください。 rei00さんの考えておられる事、良く分かるような気がします。 確かにイオンの濃度勾配を解消すれば、電気が流れそうな気がしますよね。 逆の例になるのですがダニエル電池の授業を受けた時に似たような想像をしました。 まず、この装置では私もanisolさんの言われるように電極と溶液の間に電位の差がないので 反応は起きないと思います。 電位差がなければイオンが集まる起動力がないわけですから。 もし、電極に既に陽電荷・負電荷が集まっていたとして、この場合には電極を差し込んだ瞬間は 反応が起こるのでしょうが、次の瞬間からは皆さんが言われているように電気二重層が出来ますし、 その溜まっていた電荷分を消費した時点で反応は止まり、さらに電位もなくなるので、その二重層 もないのではないかと思います。 もし仮に、電圧がかかっているとしてイオンが集まってくると考えても(二重層が出来ないと仮定しても) その状態は物理的に無理があると思います。 なぜなら、陽極側の溶液は陽イオンがどんどん増え、陰極側は陰イオンが増えていくわけですよね。 いくら流れのある装置があったとしても、その両極の溶液槽の系は片方の電荷に偏っていくわけです。 つまりどんどんエントロピーが減少していく方向に反応が進んでいくわけです。 これは、どう考えても自然界の法則に反していますよね。 ここまでがrei00さんの提案に対する考えです。 あと、ちょっと気になった事があるのですが。 38endohさんの >この二つの層はクーロン力で引き合っており,流水程度の力で引き剥がすことはできません。 というところですが、そうなんでしょうか? ボルタンメトリーの電極の中に、回転ディスク電極というものがありますが、 これは電極を回転させる事でむりやり電極の近傍の溶液を交換し一定の条件での測定をするための 工夫だったと記憶しています。 実際に使ったことがないので分かりませんけれど、ある程度の流れでは剥がされると思うのですが、 いかがでしょうか。
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お礼
回答ありがとうございました。 > これは、どう考えても自然界の法則に反していますよね。 そうなんです。自然界の法則に反しているのは判るんですが,どこでどう反しているのかが判らず,落ち着かない思いでした。 皆さんのお陰で,それもスッキリしそうです。
補足
回答をお寄せいただいた皆様,ありがとうございました。質問者 rei00 は次の点で勘違いがあったと気付き,納得いたしました。 1)2つの電解槽が繋がっていない状態では,電池と電極の電位が同じであり,電気が流れない。 2)電気分解で生じるイオンは電極表面とイオン対を作った状態なので,電解質イオンのようなもの(ク-ロン力)で引き剥がさないと剥がれない。したがって,すぐに電気分解が停止する。 まだ若干の疑問をお持ちの方も居られるようですので,質問自体はあと少し開けておきます。何か追加情報のある方は,よろしくお願い致します。