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電解析出
下記の問題（RCCM）がわからず困っております。なにとぞご協力のほどお願いいたします。 ３価のアルミニウム（AL 3+）から金属アルミニウム１[g]を電解析出させるたのに要する電気量[Ah]の値はいくらか。正しいものをa～dの中から選びなさい。ただしアルミニウムの原子量は27.0、ファラデー定数は26.8[Ah/mol電子]とし、また、電流効率は1とする。 a、 0.99 b、 1.00 c、 2.98 d、 3.02
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化学反応式と反応速度式の関係 (あるいはファラデーの電気分解の法則)、電流効率の用語を理解すれば機械的に解ける問題だと思います。No.1の回答をより詳しく考えれば、以下のようになると思います。 この電解現象で Al^3+ + 3e^- → Al の電極反応が起こる考えられ、これから dn/dt = (1/3F) I(t) x 電流効率 と機械的に反応速度式がたてられます (nはAlの物質量、I(t)は電流)。時刻tからt+Δtの微小時間の間に(1/F) x I(t) x 電流効率 x Δtの物質量の電子がこの反応で消費され、一方でAlはその1/3の物質量だけ析出するということ。電流効率が1というのは全ての電流がこの反応に使われたということ (逆に言うと実際に電解反応を行ってみると、別の反応が起こるとか別のことで電子が消費されて、電流効率1とした場合に対応する理論析出量よりも少ないAl量しか析出せず、ここから電流効率という量が導入、定義される)。両辺をtで積分して (1/27.0) mol = (1/3F) Q Q =∫I(t) dt が求める電気量。F = 1 Faraday = 26.8 A h/mol = アボガドロ定数 x 電気素量 x 1 h / 3600 s を代入して機械的に計算するだけ。Q = 3F x (1/27.0) mol = 3 x 26.8 A h/mol x (1/ 27.0) mol = 2.98 A h
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Al^3+ + 3e^- → Al なので、(1÷27.0)x3 ファラデー（mol電子）が必要。 これをAh単位に換算すれば良い。
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