硫酸銅(CUSO₄)の電解
硫酸銅溶液の電気分解は、電流が溶液を通過するプロセスであり、電極で化学反応が発生します。これが何が起こるかの内訳です:
セットアップ:
* 電解細胞: 2つの電極(アノードとカソード)が浸漬された銅硫酸溶液を保持している容器。
* 直接電流出典: 一定の電力を提供する電源。
* 電極: 通常、プラチナや炭素などの不活性材料で作られています。
反応:
* アノード(正の電極): アノードからの銅金属は銅イオン(cu²⁺)に酸化され、溶液に入ります。
* 反応: cu(s)→cu²⁺(aq) +2e⁻
* カソード(負の電極): 溶液からの銅イオン(cu²⁺)は銅金属に還元され、陰極に堆積します。
* 反応: cu²⁺(aq) +2e⁻→cu(s)
全体的な反応:
全体的な反応は、アノードからカソードへの銅の移動です。
* cu(s) +cu²⁺(aq)→cu²⁺(aq) + cu(s)
観測:
* アノード: 銅が酸化されると、アノードは徐々に溶解します。
* カソード: 銅金の層がカソードに堆積します。
* 解決策: 溶液中の銅イオンの濃度は、溶液から失われた銅イオンがアノードによって補充されるため、比較的一定のままです。
アプリケーション:
硫酸銅の電解には、以下を含むいくつかの実用的な用途があります。
* 電気めっき: このプロセスは、他の金属を銅の薄い層でコーティングするために使用され、腐食抵抗、導電率、または外観を改善します。
* 銅精製: 不純物は、電気分解により粗銅から除去することができ、高純度の銅をもたらすことができます。
* 銅生産: 銅は、電気分解によって鉱石から生成できます。
重要なメモ:
*反応には、反応を駆動するために直接電流(DC)ソースが必要です。
*硫酸銅溶液の濃度は、電気分解速度に影響します。
*他のイオンも溶液に存在する可能性があり、潜在的な副反応につながります。
硫酸銅の電気分解は、電流を使用して化学反応を促進し、貴重な製品を生産する方法の魅力的な例です。