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食塩水の電気分解
例題 72
右図のような装置を用いて, 2.0Aの電流を80分
25 秒間流して飽和食塩水の電気分解を行った。 ファ
ラデー定数F = 9.65 × 10'℃/mol として,次の問い
に答えよ。
(1) 陽極で発生する気体の物質量は何mol か。
陰極付近で生成した水酸化ナトリウムの物質量
は何mol か。
考え方 〈電気分解の計算のポイント〉
① 電気量 [C] =電流 [A] × 時間 [秒] で求め
た電気量〔C〕 を, ファラデー定数を使って,
電子の物質量 〔mol] に変換する。
② 各電極の反応式を書き, 係数比を使って
物質の変化量 〔mol] を求める。
(1) 流れた電気量Qは,
Q = 2.0 × ( 80 x 60 + 25) = 9650[C]
ファラデー定数F = 9.65 × 10°C/mol
より反応した電子の物質量は,
9650 C
0.10[mol]
9.65 x 10°C/mol
4990
例題 73
硫酸銅(ⅡI)水溶液の電気分解
銅板を電極として, 1.0mol/Lの硫酸銅(ⅡI)水溶液
500mL を, 1.5Aの電流で1時間,電気分解を行った。
次の問いに答えよ。
(1) 流れた電気量は何Cか。
(2) 電気分解後の硫酸銅(ⅡI)水溶液は何mol/Lか。
考え方 陽極が白金・炭素電極の場合は,陰
イオンが酸化される。 しかし, SO は水溶
液中では酸化されず、代わりに, 水分子が酸
化されて酸素が発生する。
2H2O → O2 + 4H + + [40_
ABL
OF 1
気体
上
隔膜
Nathl
飽和食塩水
Fe
NaCl水として
使わ
陽極では,陰イオン CI が酸化される
2Cl → Cl2 + 2e
電子2molが反応すると, Clelmolが
生するから,
Cl の発生量は, 0.10x/1/2=0.050[mol]
(2) 陰極ではイオン化傾向の大きい Na は
還元されず､代わりに水分子が還元される。
2H2O + 2e →H2 + 2OHT
電子2molが反応すると, Halmolが発
生するとともに, OH 2molが生成するか
ら, NaOH の生成量は 0.10mol。
de tight
解答 (1) 0.050mol
0.10mol/
陰極ではH生い方が
イオン化神
+11/1
Cul
UT
+ Cusa
A
(2) 陽極が銅の場合、 陰イオンの酸化は
らず、銅電極が酸化されて溶解する。
Cu-Cu2+ + 2e ①
一方,陰極ではイオン化傾向の小さい
が析出する。
iCu
9
