セットアップの理解
* 塩化ナトリウム溶液(NaCl): これにより、電気分解プロセスに必要なイオンが提供されます。
* 銅電極: これはアノード(正の電極)として機能します。
* 亜鉛電極: これはカソード(負の電極)として機能します。
電極での反応
* アノード(銅電極):
* 一次反応: 理想的には、塩化物イオン(CL-)がアノードで酸化され、塩素ガス(CL2)が生成されると予想されます。ただし、このシナリオでは、銅イオンよりも銅が酸化されやすくなります。
* 実際の反応: 銅電極自体が酸化されます:
* cu(s)→cu²⁺(aq) +2e⁻
* カソード(亜鉛電極):
* 一次反応: 水からの水素イオン(H+)はカソードで減少し、水素ガス(H2)を形成します。
* 実際の反応: 水素イオンは確かに減少します:
*2h⁺(aq) +2e⁻→H₂(g)
全体的な反応
電気分解中の全体的な反応は、次のように表現できます。
cu(s) +2h⁺(aq)→cu²⁺(aq) +h₂(g)
観測
* ガス進化: 亜鉛電極(カソード)で水素ガスが形成される泡が見られます。
* 青色: 銅電極(アノード)の周りの溶液は、銅(II)イオン(cu²⁺)の形成により青く変わります。
* 塩素ガスなし: 銅は塩化物イオンの代わりに酸化されるため、塩素ガスが生成されていることを観察しません。
重要なメモ
* 濃度: 塩化ナトリウム溶液の濃度は、結果に影響します。溶液が非常に希釈している場合、反応が遅い場合があります。
* 電解質: 電解質(この場合、NaCl)の存在は、電流の流れと電気分解プロセスの発生に不可欠です。
要約
銅および亜鉛電極を使用した塩化ナトリウム溶液の電解は、アノードでの銅の酸化とカソードでの水素イオンの還元をもたらします。このプロセスは、銅(II)イオンの形成により、水素ガスと青い溶液を生成します。