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塩化電気分解中にナトリウムの代わりにカソードで水素が収集されるのはなぜですか?

塩化ナトリウム(NaCl)の電気分解中にカソードで水素が収集される理由は次のとおりです。

電気分解の基本

* 電気分解: 電流を使用して非質的な化学反応を促進するプロセス。

* カソード: 還元(電子のゲイン)が発生する負に帯電した電極。

* アノード: 酸化(電子の損失)が発生する正の帯電電極。

反応

NaClの電気分解中、次の反応が発生します。

* カソード(還元):

* 2h₂o(l) +2e⁻→h₂(g) +2oh⁻(aq) これは、水素ガスを形成するための水の減少です。

* アノード(酸化):

* 2cl⁻(aq)→cl₂(g) +2e⁻ これは、塩化物イオンの酸化であり、塩素ガスを形成します。

なぜ水素、ナトリウムではなく?

1。電気化学シリーズ: 電気化学シリーズ(またはアクティビティシリーズ)には、反応性の順に金属がリストされています。ナトリウムは非常に反応性のある金属であり、電子を容易に失います。水素の反応性が低くなります。

* ナトリウムは、カソードではなく、アノードで酸化(電子を失う)になる可能性が高い。

* 水素は、カソードで還元される可能性が高く(電子を獲得します)

2。過激: 過ポテンシャルは、反応が発生するためにエネルギー障壁を克服するために必要な余分な電圧です。 ナトリウムイオンの還元の過激性は、水の減少の還元よりも有意に高くなっています。これにより、水素への水の還元は、カソードでより好ましいプロセスになります。

要約

* 電気化学反応性: 水素はナトリウムよりも反応性が低いため、カソードで減少する可能性が高くなります。

* オーバーポテンシャル: 水素還元の過激なものは低く、ナトリウムよりもその形成を支持しています。

注: 水銀カソードを使用する場合、ナトリウム還元の過剰なものが低下し、カソードでナトリウムの金属が生成される可能性があります。ただし、これは非常に危険なプロセスです。

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