電気分解での硫酸の濃度

質問

硫酸を電気分解するとき、電流を一定にした状態で硫酸の濃度を2倍にすると、電解される量は変化するのでしょうか？
教えてください。お願いします。

回答No.2

shkwta · ベストアンサー

電流を一定にしておけば、物質の濃度が変化しても、単位時間に電解される物質量は変化しません。

電気分解で変化する物質の物質量は電気量に比例します（ファラデーの法則）。
Q = FNn
Q:電気量　F:ファラデー定数（電気素量とアボガドロ定数の積）　n:物質量
N:価数（半反応式で、電子の係数と目的の物質の係数の比）

電気量は電流を時間で積分したものに等しくなります。
Q=∫Idt
電流が一定なら、Q=It　になります。
I:電流　t:時間

硫酸水溶液（希硫酸）を用いて水の電気分解を行う場合の半反応は、
陽極：H2O　→　2H[+] + (1/2)O2 + 2e[-]
陰極：2H[+] + 2e[-] → H2

電気分解される水の物質量をnとすると、N=2なので
n = It/(2F)
となります。
硫酸は、H[+]の濃度を上げて、電気分解に必要な電圧を下げる働きをしますが、電気分解される水の物質量は電流と時間で決まり、硫酸の濃度には関係しません。

お礼

自分が求めていた内容を答えていただき、非常に勉強になりました。
ありがとうございました！

回答No.3

noname#21649

１番です。２番の方の指摘は「ファラデーの法則」が成り立つ系です。私の回答した内容は.同法則が成り立たない系です(電解効率が1以外)。受験関係は２番の方に従うでしょう(ファラディの法則を知っているかが試験の対象で.電解効率が1)。

極端な低濃度とか.極端な高濃度の場合.電解効率がずれます。電解効率も昔は受験範囲に入っていたのですが.今は入らなくなったのでしょうか。

なお.(たしか)30%発煙硫酸は.固体です。ですから.65%きりゅうさんの硫酸濃度濃度を２倍にした30%発煙硫酸では.溶液としての電気分解ができません。電気が流れませんので.電解効率は0になります。

お礼

詳しい解説をありがとうございます！
しかっりと理解することができました。

回答No.1

noname#21649

「硫酸」ですよね。きりゅうさんではないですね。
のうりゅうさんでは.たしかSO4-の活量計数が0.3くらい。２倍の農道のはつえんりゅうさん(作れたか忘却)ですと.より勝つ量が減ります。発煙硫酸では変な服反応が多くなって.目的の電解はへります。もっとも.30%発煙硫酸(40かも.記憶があいまい)を電解するとなると溶融電解になるので大事です。この濃度の発煙硫酸は常温で固体ですから。

発煙硫酸の電解なんて物騒なことを考えないで.桐生さんあたりで穏やかに電解していたほうが気が楽です。