高校化学「電池と電気分解」希硫酸を電気分解するときの反応式

高校化学「電池と電気分解」希硫酸を電気分解するときの反応式

◆問題

電解質水溶液を電気分解したとき、陰極・陽極で起こる変化を電子ｅ^-を用いた反応式で答えよ。

(1) 水溶液：希硫酸，陰極：Ｐｔ，陽極：Ｐｔ


解答解説はこのページ下


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◆　解答解説

水溶液に電流を流して、電気分解をするときの反応式の問題です。

電流を流すと、陰極には陽イオンが、陽極には陰イオンが引き寄せられ、電子を受け取ったり、放出したりして反応が起きます。

今回は希硫酸にＰｔの電極で電流を流した場合ですね。

まず、希硫酸の電離式は、

Ｈ₂ＳＯ₄→２Ｈ⁺＋ＳＯ₄^-2

ですね。
だから、だから水溶液中には、当然これらの２種類のイオンがあります。
そしてさらに、水は常にわずかに電離していて、

Ｈ₂Ｏ⇄Ｈ⁺＋ＯＨ^-

水溶液中には、水酸化物イオンＯＨ^-も存在します。

陽イオンはＨ⁺しかないので、陰極にはＨ⁺が引き寄せられて水素ができるのはわかりやすいと思います。

つまり、陰極での反応は、

２Ｈ⁺＋２ｅ^-→Ｈ₂

となります。


陽極にはＳＯ₄^-2とＯＨ^-が引き寄せられ、ＯＨ^-が電子を失って水になり、余った酸素ができる。という見方も可能ですが、水の電離を意識せずに、硫酸イオン(や硝酸イオン)がある場合は、水が分解される。と考えるのが主流です。

つまり、陽極での反応は、

２Ｈ₂Ｏ→Ｏ₂＋４Ｈ⁺＋４ｅ^-

このようになります。


次の問題→水酸化ナトリウム水溶液の場合


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