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以前、水素と酸素に [水に電流を流した時の変化]という実験で、水酸化ナトリウムを入れた電気装置に電流を流し、陽極と陰極にそれぞれ集まった気体の量と性質を調べる、というものがありました。
そこでなのですが、ワークや小テストに、「純粋な水ではなく、水酸化ナトリウムを用いたのはなぜか。」と言うような問題が多く出てきます。その回答についてです。
ワークの答えと、先生の説明では、「電流が流れやすくするため」だそうです
ですが、小テストの回答では、「電流が流れるようにするため」と書かれていました。
その小テストの時は、解答用紙を回収され、何の手も加えられず返却され、回答を渡され、各自採点等をしろと言われていたので、先生からの説明等もありませんでした
もう少し経てば中間テストがあり、どちらが正しいのか分からないままテストに臨むのも不安です
どちらが正しいのか、どちらでもあっているのか、正しい情報が欲しいです
完璧正しいとは言えない場合でも、沢山の方からの意見頂きたいです

A 回答 (2件)

「純粋な水」が化学でいう「純水」の場合、電気は全く流れません。

つまり絶縁体となります。従ってここに水酸化ナトリウムを入れる理由は「電気が流れるようにするため」が正しいこととなります。

ただ現実問題として化学で言う「純水」は身の回りに余り存在しません。理科の実験室で使う「純粋な水」とは水道の蛇口をひねったら出てくる水を意味していることがほとんどです。水道水は「純水」ではなく、殺菌・消毒に使う次亜塩素酸ナトリウムを始め、多数の微量成分が含まれます。従って水道水は電気は流れにくいものの流れます。この水道水に水酸化ナトリウムを入れた場合なら「電流が流れやすくするため」が正しい答えとなります。

もしこれがテストに出た場合は「純粋な水」を「純水」と理解し、「電気が流れるようにするため」と書けば問題ありません。
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この回答へのお礼

丁寧に回答ありがとうございます!
純粋な水というのも深く考えたことがなかったので、参考にさせて頂きます!
頭の悪い私にでも理解しやすくて助かりました!
本当にありがとうございました

お礼日時:2021/09/24 15:44

純粋な水は、常温常圧の状態では電離していません。


つまり、水の中に H+ イオンも OH- イオンもありません。

また、その状態で水に電極を入れて電圧をかけても、その電圧では電離が起きません。

電離しなければ H+ が負極に集まることも、OH- が正極に集まることもありません。
だから電気分解は起きません。

そこで、何とかして水を H+ と OH- に電離させなければなりません。
そこで使われるのが NaOH (水酸化ナトリウム)です。

電離させることだけをしたければほかの物質でもいいです。
たとえば塩酸( HCl )です。

ただ、この場合、電気分解すると正極側には塩素ガスが出て来ます。
つまり、水を電気分解するのではなく、塩酸を電気分解してしまうのです。

それに対し、NaOH を使った場合、正極側では OH- から酸素が出て来ます。
その OH- が水酸化ナトリウムから出たもの水のものかが問題になりそうです。
しかし、負極側ではナトリウムがイオンになろうとする力がとても強いので析出することはなく、必ず水素が発生します。
つまり、水の中で Na+ は減ることがないのです。
その Na+ がある限り、それと同じだけの OH- は水が分解して発生します(補充されます)ので、見かけ上、正極側で酸素を発生させる OH- は水から供給されたものとみなすことが出来るようになります。

これが水酸化ナトリウムを使う理由です。
同じ性質のものであれば他のものを使っても構いません。
たとえば、手に入るなら水酸化カリウムなんかでも構いません。
しかし、水酸化ナトリウムは比較的簡単に安く手に入ります。
なので、使い方で注意しなければならないこともよくわかっているので、水酸化ナトリウムが使われているだけです。
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この回答へのお礼

丁寧に回答ありがとうございます!
水酸化カリウムでも大丈夫なのは初めて知りました…!
イオン等は来年習うそうなので、来年参考にします。
テストの回答をどうしたらいいのかを知りたかったため、ベストアンサーは初めに回答してくださった方に譲らせて貰ったのですが、これが理解できるようになった時がとても楽しみなので、本当にありがたいです。
本当にありがとうございました!

お礼日時:2021/09/24 15:52

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