セットアップの理解
* 電解質: 銅(II)硫酸溶液(CUSO₄(AQ))
* 電極: 炭素(グラファイト)電極(不活性)
電気分解反応
1。カソード(負の電極):
* 削減: cu²⁺(aq) +2e⁻→cu(s)
*溶液からの銅(II)イオンは電子を獲得し、固体銅に還元され、カソードに塗りつぶします。
2。アノード(正の電極):
* 酸化: 2h₂o(l)→o₂(g) +4h⁺(aq) +4e⁻
*水分子は電子を失い、酸化ガスに酸化されます。これは、炭素が酸素よりも反応性が低く、これらの条件下で酸化できないために起こります。
全体的な反応
2cu²⁺(aq) +2h₂o(l)→2cu(s) +o₂(g) +4h⁺(aq)
観測
* カソード: 銅の金属はカソードに堆積し、赤茶色に見えるようにします。
* アノード: 酸素ガスの泡はアノードで進化します。
* 解決策: 溶液は、水素イオン(H⁺)の産生によりわずかに酸性になります。
不活性電極の使用との重要な違い
* 電極反応なし: プラチナのような不活性電極は、それ自体が酸化還元反応に関与しません。
* 異なる製品: 不活性電極を使用すると、アノード反応には、硫酸イオン(So₄²⁻)の酸化が含まれ、硫酸イオン(s₂o₈²⁻)が形成されます。これは炭素電極では発生しません。
重要なメモ
* 濃度: 銅イオンが減少するにつれて、銅(II)硫酸溶液の濃度は時間とともに減少します。
* 電圧: 電極に適用される電圧は、反応の速度に影響します。
* 電流: 溶液を流れる電流は、銅の沈着速度にも影響します。
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