化学で質問です。
水の電気分解でなぜ硫酸ナトリウム水溶液を入れたのですがなぜでしょうか
ご解説お願い致します(^^)

A 回答 (3件)

水を電気分解するためには水の中に電気を流さないといけないです。


しかし水のイオン積
H2O ⇔ H+ + OH-
Kw=[H+][OH-]=1.0×10^-14(mol/L) であり、
pH=7前後の水では、水素イオンH+も水酸化イオンもどちらも、1.0×10^-7と極微量しかなく、水中での電流の担い手のイオンがないです。
そこため電気がほとんど流れずに水を電気分解をさせることが出来ません。
このため、硫酸ナトリウムNaSO4等のイオン結合性の物質を溶かし水溶液として、イオンにより電気が流れる状態を作るのです。

陽極では
2OH- → O2 + 2H+ + 4e-

陰極では
2H+ + 2e- → H2

の反応がおこり、Na+やSO4-は変化しないです。
水酸化ナトリウムを入れることもあるようですが、強アルカリで取り扱いが面倒ですね。

また、高電圧の電気をかけると水だけでも電気分解しますが効率が悪いです。
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この回答へのお礼

とても分かりやすく教えて頂きありがとうございます。

お礼日時:2017/11/15 16:01

一応専門家です。

硫酸ナトリウムの様に電極に現われないが無いと電気分解や電解合成にならない塩を「支持電解質」と呼びます。
入れる理由は、純水自体がほとんど不良導体で、電流が流れないからです。最適な量はありますが神経質になる必要はありません。
既に書きましたが、水に加えて水溶液にし、電流が流れる様にする為です。
専門的になりますが、イオンが泳いでいくのでは無いのです、その証拠に電流を過剰に流すことは出来ず、煮立ってしまいます。
理解できるかどうか分かりませんが、水素イオンと水酸化物イオンは拡散で電極に達します。電極には電気二重層というものができ、この層以外はなにも起こっていないのです。
不思議に思われるでしょうが、この支持電解質は実際には何もしておらず、水溶液に電流を流すことだけが役目です。
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この回答へのお礼

ご解説して頂きありがとうございます^ ^

お礼日時:2017/11/15 16:03

電解質がないと電気が流れないので電気分解できません。


しかし、水より酸化や還元されやすいイオンが存在すれば、それらが反応してしまいます。
そのため避けなければいけないイオンもあるので、注意しなければいけません。
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この回答へのお礼

前回はお世話になりました!
ご解説頂きありがとうございます

お礼日時:2017/11/15 16:02

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