イオン交換膜について質問です

セルにＫＣＬ溶液中で電極を浸し、真ん中に陽イオン交換膜あります（固定電荷基にＣＯＯ-）。左側を陽極、右側を陰極とします。電気を流すと、右側にはＫイオンが、左側にはＣＬイオンが移動しますよね？でもすると左側がプラス右側がマイナスになっちゃいませんか？こんなことはありえるのですか？
水が分解されて水素イオン、水酸化物イオンに分解されるのですが、水酸化物イオンは膜を通ることができるのでしょうか？「電気的中性の条件」や「ドナン平衡」などの言葉をよく聞くのですがいまいち理解できなくて困ってます。詳しい方お願いします…！

No.1 回答者： KURUMITO 回答日時： 2012/02/25 17:50

Cl＾－イオンは陽極で酸化され塩素ガス(Cl2)になり、K^+イオンは水を伴ってイオン交換膜を透過し陰極室へ移動します。

生成された塩素ガスと濃度が薄くなった塩水は陽極室から排出されます。
一方、イオン交換膜は選択的に陽極室内の陽イオン及びそれに伴う水のみ、陰極室への透過を可能にします。したがって陰極室内のK^+イオンが陽極室内へ、また陽極室内の塩素イオンが陰極室内へ移動しないように防く役割もあります。
陰極室内ではK^+イオンは水をイオン化してH^+イオンとOH^-イオンを作ります。H^+イオンが陰極で還元されて水素ガス（H2)になり、OH＾＋イオンは陰極側から来たK^+イオンと結びつき水酸化カリウム（KOH)が生成することになります。。
電解槽内部における全体の電気化学反応式は2KCl + 2H2O → 2KOH + Cl2 + H2
なお、ドナン平衡についてはイオン交換膜とは違って半透膜によって電位差が生じるものでここでは関係ありません。

この回答へのお礼

詳しい御説明ほんとにありがとうございます！ところで「バイポーラゲル膜」というのを御存知ですか？陰イオン交換膜と陽イオン交換膜を張り合わせた膜なのですが、今、
銀塩化銀電極、塩化カリウム水溶液中でこのバイポーラ膜を真ん中に設置しています。
(1)＋　陰陽　－　　←　　陰イオン交換膜には固定電荷基としてアミン基が含有されています。
この状態で電気を流すとどのような現象が起きているのでしょうか・・？
この時塩化物イオンは陰イオン交換膜を一瞬通るようなかんじはするのですが結局陰と陽の境目で陽に邪魔されて通過できないような気がして・・またＫイオンも同じです。いったい水溶液中の膜内ではどのような現象が起きているのでしょうか…対イオンなどが関係してくるらしいのですが…
またこの状態で
(2)ー　陰陽　＋　のように電場を反転させたら？考えれば考えるほど分からなくなって…よろしければ教えていただけませんか？

お礼日時：2012/02/26 01:42

No.2 回答者： KURUMITO 回答日時： 2012/02/27 07:32

返事が遅れまして申し訳ありません。

バイポーラ膜に関しては例えば次のURLを参考にされてはいかがでしょう。

http://www.sunactis.co.jp/products/baipora.html

この回答へのお礼

う～ん　
このサイトは何回も見たんですよね・・・
なぜ　膜界面で水の解離が起きるのか…その理由が分からないんですよね。

お礼日時：2012/02/27 08:06