電気分解 イオン化傾向 イオン反応式 陽極 陰極 高校化学 エンジョイケミストリー 122201
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- เผยแพร่เมื่อ 12 ต.ค. 2024
- #電気分解 #イオン化傾向 #イオン反応式 陽極 陰極 高校化学 エンジョイケミストリー
電気分解の仕組みについて講義しています
内容
電池に引き続いて電気分解を扱うのが一般的ですが、引き続くがゆえに電池と電気分解の区別すらつかない学生がたくさんいます。どちらも初歩的な説明は電解槽で表現するところがその元凶ですが、電池は回路に抵抗が挟まっている一方で電気分解は外部電源がつながっています。
電気分解は電池同様、酸化還元反応がベースですが、自発的に起こる電池に対して、強制的に酸化還元反応を起こすのが電気分解です。
また電子を含むイオン反応式は必須です。
今までコメントは残さずにいろいろ見てきましたが今日が本番なので力出しきってきます！！
わかりやすい授業ありがとうございました！
kkk o さま
ご視聴いただきありがとうございます。本番頑張ってください。応援しています！
8:21
水素よりもイオン化傾向の小さいものは、つまりイオン化傾向の小さいものですよね。
イオン化傾向が小さいということは、電子を捨てにくいということ、すなわち酸化されにくいものということ。
それなのになぜ、銀や銅を使うと溶解してしまうのですか？
そして、水素よりイオン化傾向が小さいとありますが、なぜ水素よりなのですか？
度重なる質問ごめんなさい。
Milly King さま
ご視聴いただきありがとうございます。陽極での反応を仰せのことかと思います。陽極では回路に対して電子を流出させる動きをします。電子を製造するわけです。その方法は２つあり、陰イオンから電子をもらうか、電極が溶け電子を供給するかです。水溶液の場合、水分子が大量に存在し、その中のわずかに電離している水酸化物イオン（水酸化物イオンは水素原子から電子を受け取っていると考えるので、イオン化傾向を考えるときに水素が基準になります）が電子を供給してくれる源になるのですが、水素イオンよりイオン化傾向が小さい金属は溶解することで電子を放出できます。水分子から酸素分子に変化するよりも銅や銀が溶けてしまった方が電子を供給しやすいと考えます。これは標準電極電位が関係するお話しです。
ご参考まで。
陽極の電子の供給の仕方に、溶液中の陰イオンから電子を取り出す方法と、陽極の金属自身が溶けて電子を放出する方法があるとは恥ずかしながら知りませんでした。また、水素よりイオン化傾向が小さな物質(銀や銅)は、溶液中の陰イオンから電子を供給するよりも、自らが溶けだした方が簡単であることも今まで理解出来ていませんでした。TH-camの動画内だけでなく、コメント欄でもご丁寧に分かりやすく解説して頂き本当にありがとうございます！🙇🙇
私の中学時代にこのような先生や動画があったら、泣いて喜び勉強していたと思います。
今は息子が化学に目覚めているので、己は少しだけ勉強しつつ、あとは息子に託そうと思います。
jike_orochow さま
ご視聴いただきありがとうございます。受験の一科目ではなく、化学の面白さの一端を感じていただければと存じます。まだまだ制作します。ご活用ください。
知識の整理になりました。ありがとうございます
毎日勉強 さま
ご視聴いただきありがとうございます。
電気分解が分からなくなってしまうポイントがあるので、うまくクリアできればと思います。
質問です
陰極での反応についてですが
極板が白金で
電解液が
塩化亜鉛水溶液といった
亜鉛やニッケルや鉛を含む
金属陽イオンを含む場合
金属の析出と同時に水素
発生する。
これは高校化学の範囲ですか?
競合反応とか聞いた事はありますが
トキビト さま
ご視聴いただきありがとうございます。東大で過去にそのような問題が出たように思います。もう２０年以上前だと思います。高校の範囲かと言われれば少々範囲ではないと思いますが、生成するものや半反応式は高校生でも理解できるものなので、出てもおかしくないと思います。ご参考まで。
質問です
リチウムイオン、ナトリウムイオンの時、水が身代わりになると書かれていて、下にその反応式が書かれているのですが、
この反応式は、中世塩基性下のものですか？
希硫酸の中でやっていると書かれていて、
どっちか分からなくなってしまいました。
酸性下だと
2H+ + 2e- → H2
中性塩基性下だと
黒板に書かれているもの
と認識しているもので…。
ご回答よろしくお願いいたします。
Milly King さま
ご視聴いただきありがとうございます。
酸性下では水素イオンが大量に存在しますから水素イオンが、塩基性下では水酸化物イオンが大量に存在しますから水酸化物イオンが放電すると考えれば間違いありません。
リチウムイオンやナトリウムイオンは水素よりイオン化傾向がはるかに大きいので電子を受け取ることはなく、わずかに水が電離しますからその水素イオンが電子をキャッチすると考えればそんなに難しいことはないはずです。ただ、水の電離はたかが知れていますし、殆ど存在しない水素イオンが反応の前面に出てくるのもおかしな話なので水が身代わりになるという表現をしています。
ご参考まで。
ご回答ありがとうございます。
リチウムイオンやナトリウムイオンが水素イオンよりイオン化傾向が遥かに大きく、電子を受け取れないため、僅かに電離している水の水素イオンが電子をキャッチすることは理解出来ました。しかし、なぜ
2H+ + 2e- → H2(酸性下の水素の還元反応)
ではなく
2H2O+2e- → H2+ 2OH-(中性･塩基性下の水素の還元反応)
になるのですか？
溶液は、酸性のはずなのに🤔
初めてMacBookノートPCを買って大画面でより学習しやすい環境で拝見すると改めて板書の綺麗さに驚きました。
ゆうきゆうき さま
ご視聴いただきありがとうございます。
ありがたいことに大画面でご覧になっている方は何人か伺っています。お褒めいただきありがとうございます。幼稚園児のときから書道を習っていた意味がありました。
水素よりイオン化傾向が小さい金属が溶液中にイオンとして溶け出すことを利用して銅の電解精錬がされるのは分かったのですが、銀や鉛などで電解精錬を行わないのはなんででょうか。そもそも純度が高い単体で析出するかしないかということなのでしょうか、
あ あ さま
ご視聴いただきありがとうございます。
高校化学で紹介される電解精練では銅が一番手頃なので、殆ど銅ばかりですが、原理を考えれば銀も同じ方法でできます。一方で鉛も電解精練でできますが、標準電極電位が近いスズが不純物として存在すると電解精練で分離することが困難であるため、更に分離のための操作が必要です。この場合電解精練で鉛ができましたと説明するのには教育的にもやや疑義が残るため紹介されていないだけです。でも、そのような素朴な疑問をもつことはすばらしいことだと思います。私も勉強になります。