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※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:陽イオン交換膜法を使った電気分解の問題についてです)

陽イオン交換膜法による電気分解の問題解説

このQ&Aのポイント
  • 陽イオン交換膜法を使った電気分解について解説します。質問文章では、イオン交換膜で仕切ったA室とB室に塩化ナトリウム水溶液を入れ、電気分解を行っています。
  • 質問の問いに答えるためには、まずは電気分解で流れた電気量を計算する必要があります。その計算方法と有効数字を指定した回答も提供されています。
  • また、電気分解後のB室の溶液についても問われています。この部分では、溶液を純水で薄めた後のpHを求める必要があります。回答としては整数の値が与えられています。

質問者が選んだベストアンサー

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  • KURUMITO
  • ベストアンサー率42% (1835/4283)
回答No.2

陰極に流れたナトリウムイオンの量は陽極側の塩化ナトリウム濃度の減少から (1.000-0.900)/1000*500 = 0.0500 mol ところでファラデー定数は1molの電子が運ぶクーロン数ですので 0.0500 * 9.65 * 10^4 = 4825 C したがって4830Cで 4.83*10^4 クーロンとなります。 陰極側に移ったナトリウムイオンは金属ナトリウムとして陰極に析出することになりますが直ちに水と反応して水酸化ナトリウムに変わります。 陽極側から陰極側に移って水酸化ナトリウムとなった量は0.0500 molでそれが500mlの溶液中に存在するので0.100 mol/L の水酸化ナトリウム溶液ということになります。 100倍に希釈した溶液では0.001 mol/Lになります。 ところで水のイオン積は25℃で1.00 * 10^-14ですので水酸イオンの濃度は0.001ですから 水素イオン濃度は 1.00*10^-14 / 0.001 = 1.00*10^-11 pHは-log[H^+] ですから 11 となります。

その他の回答 (1)

  • malaytrace
  • ベストアンサー率33% (349/1027)
回答No.1

陽極は塩素発生 なので塩化物イオンが減少 この物質量を求めること 塩化物イオンは1価なので、流れた電子の物質量は塩化物イオンが減少した物質量に等しい 電気量(C)/ファラデー定数=流れた電子の物質量 で求める。 陰極では水素発生。このとき水酸化物イオンが残る形になり、陽イオン交換膜を通過してくるナトリウムイオンと合わせて、水酸化ナトリウム水溶液と考えるとよい。 陽極での塩化物イオンの物質量の減少=陰極付近の水酸化ナトリウムの物質量 となるので、これを体積(L)で割ってモル濃度とする 水酸化ナトリウムは1価、強塩基であるので、これより水酸化物イオン濃度を求める 水のイオン積の関係を用いて、水素イオン濃度を求め、pHを求める。あるいは、pOHを求め、pH=14-POHとする。

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