電気分解(水・塩化銅水溶液)
電流 I と時間 t を流すと両極で物質が生成する量はファラデーの法則 n = I·t / (z·F) で決まります。
2.0 A
600 s
停止中
流れた電気量 Q = I·t
—
電子の物質量 n(e⁻)
—
陰極(−)生成
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陽極(+)生成
—
両極の生成量(mol)
電解槽(気泡・析出アニメ)
電解液に電流を流すと、陰極(−)では電子を受け取る還元、陽極(+)では電子を放出する酸化が起こります。
生成する物質の物質量は、流れた電気量
電解液・電流・時間を変えて、両極にどれだけ気体や金属ができるか確かめましょう。
生成する物質の物質量は、流れた電気量
Q = I·t と、1 mol の電子がもつ電気量 ファラデー定数 F = 96500 C/mol で決まります。これがファラデーの電気分解の法則 n = I·t / (z·F) です(z は電子のやり取りする数)。電解液・電流・時間を変えて、両極にどれだけ気体や金属ができるか確かめましょう。
いま何が起きている?
ここがポイント
- 生成量 ∝ 電気量 Q = I·t ── 電流を大きく、時間を長くするほど多く生成する。
- 電子の物質量 n(e⁻) = Q / F(F = 96500 C/mol)が量の起点になる。
- 1 mol の生成に必要な電子数 z で割る ── H₂・Cl₂ は z=2、Cu は z=2、O₂ は z=4。
- 水の電気分解は H₂ : O₂ = 2 : 1。塩化銅水溶液は陰極に Cu が析出し陽極に Cl₂ が発生する。