1。ステージの設定:
* 電解質: 酸性化水は電解質として機能し、電気を導入するイオンを提供します。酸は、より多くの水素イオン(H+)と硫酸イオン(SO4^2-)を提供することにより、水の導電率を高めるのに役立ちます。
* 電極: 2つの電極(通常はプラチナや炭素などの不活性材料で作られています)が酸性水に浸されています。 1つは正の端子(アノード)に接続され、もう1つはDC電源の負の端子(カソード)に接続されています。
2。作用中の電気分解:
* アノード: アノードでは、水分子は電子を失い、酸化され、酸素ガス(O2)と水素イオン(H+)を生成します。
* 2H2O→O2 + 4H + + 4E-
* カソード: カソードでは、水素イオンが電子を獲得し、還元され、水素ガス(H2)を形成します。
* 4H + + 4E-→2H2
3。全体的な反応:
酸性水の電気分解の全体的な反応は、次のように書くことができます。
* 2H2O→2H2 + O2
4。観察可能な結果:
* ガス進化: 水素ガスの泡が陰極で観察され、酸素ガスの泡が陽極で観察されます。
* 体積比: 生成される水素ガスの量は、反応の化学量論を反映して生成される酸素ガスの量の2倍になります(2:1)。
* pHの変化: カソード近くの溶液は、水酸化物イオン(OH-)の形成によりアルカリ性(より高いpH)になりますが、アノード近くの溶液は水素イオン濃度の増加により酸性(低いpH)になります。
要約:
酸性化された水の電気分解は、電気を使用した成分要素(水素と酸素)への水の分解を示す単純だが重要なプロセスです。このプロセスには、水素ガスの生産、化学物質の合成、水の精製など、さまざまな分野に用途があります。