銅イオンの役割:
* ブルーカラーソース: 硫酸銅溶液の青色は、水和銅(II)イオン(Cu²⁺(aq))に由来します。これらのイオンは特定の波長の光を吸収し、溶液が青く見えます。
* 電気分解の変化: 電気分解中、銅イオンは電極の反応に関与しています。ただし、溶液中の銅イオンの総数は、特に開始時に大幅に変化しない可能性があります。
電極で起こること:
* カソード(負の電極): 銅イオン(Cu²⁺)は、カソードで銅金属(Cu)に還元されます。これは、次の半分反応で表されます。
cu²⁺(aq) +2e⁻→cu(s)
このプロセスは溶液から銅イオンを除去しますが、それらを完全に排除しません。
* アノード(正の電極): アノードでは、硫酸イオン(so₄²⁻)または水分子のいずれかが酸化できます。 硫酸イオンが酸化されている場合、酸素ガスと硫酸を形成します。
2h₂o(l)→o₂(g) +4h⁺(aq) +4e⁻
この反応は銅イオンを直接関与させず、青色に大きな影響を与えません。
なぜ青色が残るのか:
1。動的平衡: カソードで銅イオンが減少しているにもかかわらず、新しい銅イオンは銅アノードから継続的に放出されています。この動的平衡は、溶液中の銅イオンの全体的な濃度を維持し、青色を維持します。
2。限定電解: 電気分解が非常に長い間続行されない限り、溶液から除去された銅イオンの量は初期濃度と比較して比較的少ないため、青色は残ります。
青色が消えるとき:
* 完全な電解: 電気分解が十分に長い間続く場合、溶液からますます多くの銅イオンが除去されるにつれて、青色は最終的に衰退します。
* 不十分な銅アノード: 銅アノードが小さすぎるか、完全に消費されている場合、銅イオンの供給が枯渇すると青色が消えます。
要約: 銅イオンの濃度は、カソードでの還元とアノードからの銅の溶解のバランスを通じて維持されるため、電解中に硫酸銅溶液の青色の色が残ります。 長期にわたる電解または限られた銅アノードのみが青い色をフェードします。