- ベストアンサー
電気分解の装置作りについて
ある化学物質の電気分解の装置作りについて質問があります。 (1)定電圧系において作用極の面積を固定した後、対極の面積を増加させると全体にかかる電圧、作用極にかかる電位、対極にかかる電位、全体を流れる電流値は一般的にどう変わるでしょうか？？ (2)反応効率を上げるための電極の配置方法、撹拌方法、容器の形等はあるのでしょうか？ 本やインターネットで調べたのですがなかなかでてこないので ご教授よろしくお願いします。
- pokpong0806
- お礼率85% (6/7)
- 科学
- 回答数1
- ありがとう数2
- みんなの回答 （1）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
- ベストアンサー
どのような電気分解を考えて居られるのか良く分かりませんが、 １.水溶液系なのか溶融塩系なのか。 ２.定電位電解なのか定電流電解なのか。 だけでもおおいに違うと思いますが、ポテンシオスタットなどはどうされるのでしょう。 単純に二電極に低電圧源から給電する水の電気分解と、工業的や研究に用いられる電気分解で装置建ては全く異なります。 詳細が公表できるなら、多少のお手伝いは出来るでしょうし、私よりもっと詳しい方もたくさんおいでですので、 開示の程度でお答えの深さも大きく変わるでしょう。
関連するQ&A
- 三極セルで電気化学測定を行った際の対極の働きについて教えてください。
電気化学が仕事で必要になってはや半年、これまで独学で勉強してきつもりなんですが今更ながら「なんで？」って思うことが出てきました。基礎的な内容で申し訳ないんですが、教えてください。 定電位法やサイクリックバルタンメトリーなどの電気化学測定はセルに電圧を入力し、得られる電流を測定する方法だと思っています。 三極セルを用いた場合は参照極-作用極に外から電圧をかけて、作用極-対極に流れる電流を測定する。 ここで疑問です。 電圧は参照極-作用極にかけているのになぜ作用極-対極に電流が流れるのでしょうか？ 作用極-対極にながれる電流は酸化還元電流なので作用極で酸化（もしくは還元）が起これば対極では必ず還元（もしくは酸化）が起こる必要があります。 対極は通常、白金です。白金はイオン化系列からみてもそれ自身がイオン化することがまず無いため、対極は溶媒かもしくは電解液に解けているイオンの酸化、還元反応で電子のやり取りをしていると思われます。 参照極-作用極に電圧をかけていったとき、いずれは作用極で酸化（もしくは還元）が起こることはわかるんですが、そのときなぜ対極はタイミングよく還元（もしくは 酸化）を起こすことができるのでしょうか？ 作用極-対極は低抵抗でつながっているだけなので基本的には等電位だと思うんですが。。。 それとも作用極-対極には電圧をかける機構があるのでしょうか？ すいませんがよろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 化学
- 電気化学初心者～ポテンショスタットの原理について教えて下さい。
現在仕事の関係で電気化学を勉強しています。 そこで、タイトルにもありますようにポテンショスタットについて教えて頂きたいのです。 ポテンショスタットは三極式のものを用いております。ここで、いくつか疑問があります。 (1) 浸漬電位（平衡電位？）の状態が良く理解できません。 例えば中性NaCl通気溶液環境で、対極に白金、作用極に鉄などの試料を用いた場合を仮定します。どちらにも分極しないで浸漬していた場合、浸漬電位が観測されると思います。この状態では、作用極側で鉄のアノード反応、対極側で酸素のカソード反応が起こり電流が流れていると考えて良いのでしょうか？ 教科書によると「その浸漬電位とその時電流で示される速度で腐食しているが、その試験片単独で電気的中性条件が満たされているから外部への電流収支はない」とありましたが、この意味も良く理解できません。 (2) 上記(1)の条件で浸漬した場合、白金と鉄の間では電池が形成されていると言うことでしょうか？ (3) 仮に作用極にも白金を用いた場合は、浸漬電位はどうなるのでしょうか？ (4) 浸漬電位と標準電位は同じ意味と考えて良いのでしょうか？ (5) 参照電極に電流がながれないのはなぜでしょうか？ 大変基本的な質問で申し訳有りませんが、ご教示宜しくお願い致します。
- ベストアンサー
- 化学
- カウンター電極に関する質問
カウンター電極に関して２つ質問させてください。 １、カウンター電極は作用極の電流捌け口であるため、作用極と同じくらいの面積にする必要があるという話を聞くのですが、 もし作用極の面積より小さかった場合にはどうなるのでしょうか？ 参照電極に電流が流れて参照極が壊れてしまうのでしょうか？ もし作用極の面積よりも小さかったとしても、流す電流量が小さければ、作用極よりも面積が小さくても構わないと思うのですが、どうでしょうか？ ２，それと一般的に用いられるカウンター電極について教えて下さい。 白金電極と金電極以外にどういったものが用いられますでしょうか？
- ベストアンサー
- 化学
- [電気化学] 自然電位を測定するのに対極は必要でしょうか （三極式にする必要はあるか？）
こんにちは， 参照極を使って電位を測定することについて二点お伺いします． 質問（A） 例えば何かの金属板（作用極）を何かの電解液に漬かしたとします． その電極の電位を測定する場合，わざわざ三極式にする必要はあるでしょうか？ [方法１]この作用極と何かの参照極（例えばAg/AgCl）をつないでその間の電位差を測定すればいいのではないかと思いますが，どうでしょうか． [方法2] それとも，白金板か何かを対抗極として，三極を適宜ポテンシオスタットに接続して，自然電位測定モードで測定するのが正しいやりかたでしょうか？ 自然電位測定モードでは作用極-対極間は開回路状態でつながっていないので，やはり対極をつながなくてもつないでも（すなわち，三極式にしなくても）いいのではないかと思います．方法１で十分な気がします． もし方法２でなければならないとしたら，なぜ必要なのかが分かりません． 質問（B） もし上記の[方法1]で良い場合，作用極と参照極の間の距離はなるべく短くするような必要はありますか？ なるべく短くする必要があるとすればなぜでしょうか？ そしてどのくらいの影響がでるのでしょうか? 大げさな話ですが，距離が1mm，1cm，10cm，・・・・ 100m，10km，でどんな違いがあるのでしょうか？ 違いがあるとすると，一体どんな現象がおこって違いが現れるのでしょうか？ ご存じ方，ご教示頂ければと思います．
- ベストアンサー
- 化学
- 電池 電気分解について
すみません 電極反応で電池や電気分解で正極負極陽極陰極のはっきりとした区別のつけ方があいまいで困っています 電圧電位などを考えたうえでの 忘れにくいようなはっきりとした定義を教えてもらえませんでしょうか 電気分解と電解は違うものでしょうか 宜しくお願いします
- ベストアンサー
- 化学
- サイクリックボルタンメトリーについての質問です．
サイクリックボルタンメトリーについての質問です． 最近「ベーシック電気化学」という教科書を参考にポテンショスタットを作製し，サイクリックボルタンメトリーの研究を始めました． まず正常に動作をしているか確かめるためＮａＣｌ溶液や0.5M H2SO4溶液を用い測定を行いました． 「電気化学測定マニュアル」に初期電位は通常電流の流れない電位に設定するとありましたので，電位を0.01Vずつ調整しては数分待つということを行っているのですが，どんなに調整しても±数μＡ程度電流が流れてしまいます． 教科書等に記載されている初期電流が０のグラフは溶液にK4[Fe(CN)6]などを使っている例が多く，還元される物質がなければ反応が起こる電位より負であれば電流が流れないのは理解できます． しかしNaClや硫酸の場合は酸化種も還元種もあるため（両方ないと考えるのかもしれませんが）電流が流れない状態を作り出すことが困難ということでしょうか？ また硫酸の測定例では電位を走査し電流値が一つの輪になるような測定をされているものをよく見かけます．この場合どの電位から測定をスタートするべきなのでしょうか？ 最後に，ポテンショスタットを用いて定電圧を印加する場合，作用電極と対極間にはとある電位がかかっているとは思いますが，電気分解が起こらない電位差であれば電気二重層が形成されるだけで電流は流れないと思うのですが，上記の実験では少し変化させれば電流が流れます． これはどのように考えればよいのでしょうか？ 以上長くなりましたがご教授いただければと思います． 実験装置と現状 作用電極：白金，対極：白金，参照電極：Ag/AgCl電極（飽和KCｌ） 硫酸を用いた簡単な動作確認において教科書に記載されているピークが得られています．
- ベストアンサー
- 化学
- CV測定で教えてください
現在カーボンインクと銀/塩化銀インクを作製し、スクリーン印刷で印刷電極を作っています。作用極、対極はカーボンパターンであり、参照極はカーボンパターンの下地上に銀/塩化銀インクを印刷した3電極です。フェロシアン⇔フェリシアン化カリウムにてCV特性を測定し、電極の出来栄え（ピークセパレーションの大きさの比較）を評価しています。電気化学は難しく、次の事が分かりません。 比較として銀/塩化銀を印刷しないカーボンむき出しの参照電極（つまり3電極ともカーボン電極）を作製したところ、酸化還元電位のピークセパレーションが、銀/塩化銀を参照極に印刷した3電極系よりも小さく（この点では参照極に銀/塩化銀インクを使わない方が性能上良い）、また全体的に低電位側にCV波形がシフトするという傾向を示しました。自分としてはこの現象がどうにも解せません。 (1)参照極には電流が流れないから、参照極で発生するIR降下は参照極の種類によって差異はないのではないか？つまり、参照極以外すべて共通な今回の実験では、参照極-作用極間で発生する電圧降下は参照電極の種類によって変わらず、CV波形のピークセパレーションは変わらないのではないか。 (2)ポテンシオスタットは参照極を基準として作用極の電位を決めているわけだから、参照極の種類が変わっても、何時でもどんな参照極でも参照極電位が０設定となり、ポテンシオスタットが自動的に参照極を見ながら作用極の電位を参照極に対し相対的に決めてくれるので、フェロシアン/フェリシアン化カリウムの酸化還元ピーク電位は今回の実験では電極によらず一定なのではないか。 以上です。どなたかご存知の方教えてください。
- ベストアンサー
- 化学
- CV、LSV用電極の選び方について
初めて質問いたします。 私は現在リチウムイオン2次電池の開発に携わっておりまして、その電解液の酸化および還元電位を測定しようとしております。 電極としては、作用極に白金、対極、参照極にリチウムを考えておりますが、カーボンやタングステンを作用極にするとよいというようなことも聞きました。 そこで、どのようなことに注意して電極を選べばよいのかについて教えていただければと思っております。 よろしくお願いいたします。
- ベストアンサー
- 化学
- 電極電位の本質がわかりません（電気化学）
絶対電極電位は外部電位から電子を作用極内部に移動させるのに必要な仕事であり，また電極電子がもつエネルギーと理解しています． では，１つの作用極に同じ溶液を2カ所で接触させ（溶液間の接触はない），同じ参照電極で電位を測定すると同じ値を示すはずですよね．しかし，実際に電位を測定すると異なる電位を示しました． 静電気学的には導体の電位は等しいはずなので，同じ電極を測定すれば同じ電位になると信じていたので困惑しています． また，ポテンショスタットの作用電極がグランドであると本に書いてありました．グランドってことは電位が変わらない気がして何がなんだかわからなくなりました． 測定している電極電位は電極電子のエネルギーではないのでしょうか．そうではない場合は何を測定しているのでしょうか．電極電位には分布があり，その平均？を測定しているのでしょうか． 乱文で申し訳ないのですが，よろしくお願いします．
- 締切済み
- 化学
補足
返信ありがとうございます。 1.溶融塩系でです。 2.作用極と対極にかかる電位の合計は常に1.5Vとしています。 ポテンシオではないため作用極と対極それぞれにかかる電位、電流値が対極の面積によって変化してしまいます。 ポテンシオも今後使う予定ですがまず定電圧系で行う予定です。 簡単に作れて効率のよい装置を作り出したいのですが、参考書などにものっておらず 苦戦しております。