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なぜ電気分解が電気化学シリーズを使用して予測されたものとは異なる製品を生成することがあるのですか?

電気を使用して非種子化学反応を駆動するプロセスである電気分解は、電気化学シリーズによって予測される製品を常に生成するとは限りません。この矛盾は、いくつかの要因から生じます。

1。過激:

*電気化学シリーズは理想的な条件を想定しており、過ポテンシャルを考慮していません。過ポテンシャルは、電極表面で活性化エネルギー障壁を克服するために必要な余分な電圧であり、反応を進めます。

*異なる電極材料は、特定の反応のためにさまざまな過容を示します。たとえば、水銀電極での水素進化は、プラチナ電極よりも過激的な過激性を持っています。これにより、予測と比較して、実際には異なる製品が形成される可能性があります。

2。濃度効果:

*電気化学シリーズは、標準的な条件のみを考慮します。通常、関与するイオンの1M濃度です。 実際のシナリオでは、濃度が大幅に逸脱する可能性があります。

*特定のイオンの濃度が他のイオンよりもはるかに低い場合、電気化学シリーズに基づいて理論的に好まれていても、利用可能性が限られているため、その反応が遅くなる可能性があります。これにより、あまり好ましくない反応が支配的であり、予期しない製品が生成される可能性があります。

3。副反応:

*電気分解には、多くの場合、複数の可能な経路との複雑な反応が含まれます。 特定の反応が一次産物として予測されたとしても、副作用は同時に発生し、全体の積の組成に影響を与えます。

*これらの副反応は、電気化学シリーズでは考慮されず、予期しない製品を生産する可能性があります。

4。運動因子:

*電気化学シリーズは主に熱力学的側面(自由エネルギーの変化)に焦点を当てていますが、動力学(反応速度)も重要な役割を果たします。

*時々、熱力学的に好まれる反応は、運動の制限のためにゆっくりと進行することがあります。これにより、異なる反応が支配的になり、電気化学シリーズの予測とは異なる製品が生成されます。

5。電極材料:

*前述のように、電極材料は過激に影響します。異なる電極材料は、特定の反応を触媒し、異なる製品形成につながる可能性があります。

*たとえば、水電極のためにプラチナ電極を使用すると、酸素が一次産物として生成される可能性がありますが、ニッケル電極を使用すると水素の進化に有利になる可能性があります。

6。温度と圧力:

*電気化学シリーズは、標準温度と圧力(STP)に基づいています。これらの条件からの逸脱は、反応の平衡に影響を与え、製品の形成を変化させる可能性があります。

*たとえば、より高い温度では、より高い活性化エネルギーとの反応がより好ましくなり、潜在的に異なる製品につながる可能性があります。

要約:

電気化学シリーズは、電気化学反応の実現可能性を予測するための有用なガイドラインとして機能します。ただし、他の要因が電気分解で得られた実際の製品に影響を与える可能性があることを覚えておくことが不可欠です。これらの要因を理解することは、望ましい製品を達成し、電解プロセスを最適化するために重要です。

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