化学
高校生
解決済み
3番の問題で、マイナスがつくのは何故ですか。他の電気量求める問題で今まで見たのは正の値だったのですが、この違いはなんですか？
論述
289. ファラデー定数■図のように、2つの電解槽がコックで連
結された装置を用いて,少量のフェノールフタレインを含む塩
化ナトリウム水溶液を白金電極で電気分解した。0.16Aの電
流を10分間通じたのち, コックを閉じたところ, 陰極側に標準
状態で11.2mLの気体が捕集された。また,陰極側の電解槽の
水溶液だけが赤く変色していた。
(1) 陰極および陽極でおこる変化を,それぞれ電子e-を用い
た反応式で表せ。
(2) 陰極側の電解槽の水溶液だけが赤く変色した理由を説明せよ。
(3)この実験結果から, ファラデー定数および電子1個あたりの電気量を求めよ。
コック
Ne
が
電子1個
る。
解説)(1),(2) 各電極では次の変化がおこる。
陰極:2H20+2e-
陽極:2CI-
→ H2+20H-
→ Cle+2e-
陰極側では OHが生じるため,塩基性となり,フェノールフタレイン
が赤く変色する。一方, 陽極側では生じた塩素が水に溶けて塩素水がで
きるため,酸性になる。
(3) この実験で発生した H2は標準状態で 11.2mL なので, その物質量
0塩素水中では,近
は次のようになる。
11.2mL
化がおこっている。
Cle+H,0
=5.00×10-4mol
22400mL/mol
また、流れた電気量は次のようになる。
0.16A×(60×10)s=96C
ファラデー定数は電子1 mol のもつ電気量[C]に相当し,その電気量で
水素1/2mol が発生する。したがって, 5.00×104mol の水素が発生し
たとき,流れた電子は5.00×10-4mol×2=1.00×10-3mol であり, その
電気量が96C なので, ファラデー定数は次のように求められる。
HCIC
2単位は C/mo
96C
=9.6×10C/mol
1.00×10-3mol
問題 290
291
したがって,アボガドロ定数6.0×103/mol から,電子1個あたりの電
気量は次のように求められる。
9.6×10C/mol
6.0×103/mol
電子は負の電荷をもつので, -1.6×10-19Cとなる。
-=1.6×10-19C
の
別
の
こ
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