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電流が流れる水溶液中では溶けた物質はどのような状態で存在するのですか?
今の理科全然理解できなくて…教えてほしいです!

A 回答 (2件)

「電気が流れる(電流が流れる)」ということは、その溶液には大量の「イオン」が存在しているということです。


例えば、水 H2O には「水素イオン:H+」と「水酸化イオン:OH-」が存在し、そこに電流を流せば(通常は電気を流れやすくするために NaCl や希硫酸を加えたりする)

・陽極では
 4(OH-) → O2 + 2H2O + 4(e-)
で「酸素ガス」が発生して電子が流れ出し(見かけ上は正電荷が流れ込む)

・陰極では、流れ込む電子により
 2(H+) + 2(e-) → H2
で「水素ガス」が発生します。

その結果、外部から加えた電源から、溶液を介して「電流」が流れます。

例えば下記のような図で考えてください。

https://denken-ou.com/c2/kikaih29-7/

ここでは、別に「陰極に流れ込んだ電子」と同じ電子が「溶液中を移動して陽極から流れ出す」必要はなく、溶液の中のたくさんのイオンの持つ電子が「ところてん」のように押されて
「陰極から電子が溶液中に飛び出す→その電子が隣のイオンの電子を押す→そのまた隣のイオンの電子を押す→・・・→陽極近くイオンの電子が押されて陽極に飛び込む」
ということが起こり、それが延々と繰り返されているのです。
それを「押し出す」働きをしているのが、外から加えた電源の「電圧」です。

実は「導線を流れる電流」も同じことで、導線の中を光の速さで電子が進んで行くわけではなく、「こちら」の電子がちょっと移動すると、導線の中の電子を次々と押し出して、「向こうの方」の電子も前に進む、ということで「電流が流れる」といっているのです。それを「押し出す」働きをしているのも、電源の「電圧」です。
実際に電子の動く速さは、1秒間に数ミリ程度らしいです。(もちろん、電圧や電流の大きさなどにもよります)
水溶液中もそれと同じです。
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ご存知とは思いますが、純粋な水は電気をほとんど通しません。


そこに電解質を溶かすと陽イオン(+のイオン)と陰イオン(-のイオン)に分かれて水の中に存在して電流を流すことができます。
導電体の中での電流は電子の移動として観測されますが、電解質溶液の中ではこれらのイオンが移動して電気を運んでいます。
No1.さんの回答の前半部分はその2つの現象の境界面(=電極の表面)で起きている現象の例である水の電気分解を説明しています。そのうちに習うと思いますが、酸化還元反応と呼ばれる化学反応です。
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