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なぜアノードでは酸素ではなく塩化ナトリウム水溶液を塩素化するのはなぜですか?

濃度塩化ナトリウム(NaCl)溶液の電気分解中、塩素ガス(CL2)は、いくつかの要因により酸素(O2)の代わりにアノードで解放されます。

1。塩化物イオン濃度 :濃縮NaCl溶液中の塩化物イオン(CL-)の濃度は、水酸化物イオン(OH-)や水分子(H2O)などの他のイオンと比較して有意に高くなっています。その結果、塩化物イオンは酸化され、アノードで塩素ガスを形成する可能性が高くなります。

2。酸化電位 :塩化物イオン(Cl-からCl2)の酸化電位は、水酸化物イオン(OH-からO2)および水分子(H2OからO2)の酸化の可能性よりも低いです。これは、塩化物イオンを酸化し、塩素ガスを生成するために必要なエネルギーが少ないことを意味します。

25°Cでの標準酸化電位は次のとおりです。

-Cl-→Cl2(g) + 2 e- e°=1.36 V

-2 H2O(L)→O2(g) + 4 H +(aq) + 4 e- e°=1.23 v

したがって、同じ条件下では、塩化物イオンは優先的に酸化され、アノードで塩素ガスが形成されます。

3。競合する反応 :水の電解において、水分子からの酸素進化(2H2O→O2 + 4H + + 4E-)は、塩化物イオンの酸化に対する競合反応です。しかし、濃度の塩化物イオンの存在は、塩化物イオンの濃度が高いため、塩化物の進化に向かって平衡をシフトし、酸化電位が低くなります。

要約すると、高濃度の塩化物イオン、塩化物酸化の酸化能の低下、および水分子からの競合する反応の存在の組み合わせは、濃度水塩化ナトリウム溶液の電気分解中のアノードでの酸素ではなく、塩素ガスの解放をもたらします。

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