理科:水溶液が電流を通す理由[イオンなし]

質問

水溶液が電流を通す理由を[イオンを使わず]書けという問題で、
[模範解答]水溶液中で電気を帯びた原子が、水溶液内を電極へと移動するため。

[私の解答]水溶液中に電圧をかけると、電気を帯びた原子が電極へ引き寄せられるため。
私の解答は合っているでしょうか?

回答No.1

doc_somday

悲しいが「模範解答」も「私の解答」も「正しいと思われる(科学には絶対も、確実も無いから)部分があるが、電気化学の常識とは異なる」

>[イオンを使わず]書け
初めからムリに決まっている。だって裸の「電気を帯びた原子」など誰も見た事も聞いた事も無い。
例えば塩化物イオンＣl^-、確かに「電気を帯びた原子」だがこれをイオンと呼ぶなと言うのは非常にオカシイし、溶質が「カチオンもアニオンも荷電した分子」だったら、使えない。

>電気を帯びた原子が電極へ引き寄せられる
上記の如く「電気を帯びた原子」の部分は既に破綻している。
さらに、「電気泳動」(分らなかったらWikipediaに聞いて下さい)以外は溶液中のイオンには「電極が見えない」というのが電気化学の基本。
では電気分解でイオンはどうやって電極にたどり着くのか？
「拡散」です。
あ然、としない人は居ないが、事実だからしょうがない。
電極には「電気二重層」という部分が出来てしまい、それより遠いともうイオンにはどっちへ行ったら良いかさっぱり分らない。
これだけじゃ全く分らないだろう、だが両電極の「電位差」をどんどん大きくしても電解の速度は上がらないから(信じられないでしょう、でも事実だから仕方が無い)信じるしか無い。
もちろん電位差に依存する部分はある、無かったら「恐い」、電位差ゼロからしばらくは上がる、が、頭打ちになってしまう。
それは拡散に支配されているから。
上に記した「電気二重層」の電極寄りのイオンだけが電極と反応できる、反応すればそのイオンの濃度は下がる、すると外部から補給される、「拡散で」。
電気二重層が完成するまでは「電位差」に影響されるが、この層が完成してしまうとあとは拡散しか意味が無くなる。
だから、電解の速度を上げるには非常に苦労する。