>> 自然の科学 >  >> 化学

電気分解が電気化学シリーズを使用して予測された製品とは異なる製品を生成することがある理由を説明しますか?

電気化学シリーズ(アクティビティシリーズとも呼ばれます)は、電気分解を含む酸化還元反応の生成物を予測するための便利なツールを提供します。ただし、このシリーズは標準的な条件に基づいており、いくつかの要因が電気分解中に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重要です。

これは、電気分解が予測とは異なる製品を生成する理由の内訳です。

1。過激:

* 定義: 過ポテンシャルとは、電気化学シリーズから予測された理論電圧と比較して、電極での反応を開始するのに必要な余分な電圧を指します。この過剰電圧は、反応が進むためにエネルギー障壁を克服するために必要です。

* 製品への影響: 過ポテンシャルは、異なる反応で大幅に変化する可能性があります。 過激的なより高い反応では、より大きな電圧が発生する必要がある場合があり、過ポテンシャルが低いとの反応と比較して発生する可能性が低くなる場合があります。これにより、予想よりも異なる製品が形成される可能性があります。

2。濃度効果:

* 定義: 電気分解プロセスに関与するイオンの濃度は、電極電位に大きく影響します。 Nernst方程式は、電極電位をイオンの濃度に関連付けます。

* 製品への影響: 特定のイオンのより濃縮された溶液は、標準的な電気化学シリーズで予測されていなくても、電極で優先的に排出されるイオンを引き起こす可能性があります。

3。温度:

* 定義: 温度は、電気化学プロセスの反応速度と平衡定数に影響します。

* 製品への影響: より高い温度は、より高い活性化エネルギーとの反応を支持し、低温で予想されるよりも異なる製品につながります。

4。電極材料:

* 定義: 電極の材料は、反応の動態と中間体の形成に影響を与える可能性があります。

* 製品への影響: 特定の電極材料は、特定の反応を触媒し、他の製品よりも特定の製品の形成を支持します。たとえば、プラチナ電極を使用すると、水素ガスの進化を促進できますが、炭素電極を使用すると酸素の進化が促進される場合があります。

5。他のイオンの存在:

* 定義: 溶液中の他のイオンの存在は、反応経路に影響を与える可能性があります。

* 製品への影響: 減少または酸化できる複数のイオンがある場合、他のイオンの存在は、その相対速度と形成された最終製品に影響を与える可能性があります。

例:

* 水性NaClの電解: 電気化学シリーズは、カソードでナトリウムを減らすべきであることを示唆していますが、実際には、水素の進化の過激的な過激的なため、水素ガスが生成されます。

* CUSO4の電解: 希釈溶液では、カソードでCu2+イオンが減少します。ただし、濃縮溶液では、銅は水素ガスとともに堆積する場合があります。

結論:

電気化学シリーズは有用なツールですが、標準的な条件を表しており、実際の条件下での電気分解の結果を常に予測できるとは限らないことを覚えておくことが不可欠です。 過剰、濃度効果、温度、電極材料、および他のイオンの存在など、得られた生成物にいくつかの要因が影響を与える可能性があります。これらの要因を理解することは、電気分解が電気化学シリーズを使用して予測された製品とは異なる製品を生成することがある理由を説明するのに役立ちます。

  1. なぜグラムではなく原子単位で発現する原子の質量がなぜ理由ではないのですか?
  2. 化学と身体の風化の違いを説明しますか?
  3. 自然に見られる化合物は何ですか?
  4. ガスが分別カラムに入る前に、どのようにして空気から水と炭素のダイキソードを除去できますか?
  5. アンリ・ベレーレルによる放射能の発見は関係していますか?
  6. アミノ酸と残基の違いは何ですか?