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銅電極と電気分解水の反応方程式は何ですか?

銅電極を伴う水の電気分解は、カソードで水素ガスを生成し、アノードで酸素ガスを生成します。ただし、銅電極も反応に役割を果たします。これが故障です:

全体的な反応:

2h₂o(l)→2h₂(g) +o₂(g)

カソード(還元):

2h⁺(aq) +2e⁻→H₂(g)

*水素イオン(H⁺)は、カソードで水素ガス(H₂)に還元されます。

*銅は良好な導体であり、水素イオンと容易に反応しないため、不活性電極として機能します。

アノード(酸化):

2h₂o(l)→o₂(g) +4h⁺(aq) +4e⁻

*水分子は、アノードで酸素ガス(O₂)および水素イオン(H⁺)に酸化されます。

* 重要なことに、銅アノードは酸素イオンと反応し、酸化銅(CUO)を形成することができます:

2cu(s) +o₂(g)→2cuo(s)

酸化銅層は水に溶解し、銅イオンを形成することができます(cu²⁺):

cuo(s) +h₂o(l)→cu²⁺(aq) +2oh⁻(aq)

ネット効果:

全体的な反応は、水の水素と酸素への分解です。ただし、銅アノードも酸化されており、酸化銅、次に銅イオンを形成します。これは、溶液の形成により溶液が徐々に酸性になることを意味し、銅イオンも含まれます。

重要な注意:

酸化銅層は、アノードに絶縁層を形成するため、最終的に反応を妨げる可能性があります。これが、銅電極を伴う水の電気分解が一般的に好ましい方法ではない理由であり、通常、プラチナやニッケルなどの他の材料が代わりに使用されます。

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