炭酸水素ナトリウムの電気分解

炭酸水素ナトリウムを電気分解したところ，陽極・陰極の混合気体が爆発することから，水素，酸素が発生しているようです。しかし，爆発の様子，陽極・陰極での体積比を考えると，何か他の気体が発生していることが考えられます。炭酸水素ナトリウムの電気分解について，何かご存知の方がいましたら，教えてください。

No.2 ベストアンサー 回答者： w-palace 回答日時： 2005/10/09 13:13

まず、陽極で起こる反応としては、

4OH- → O2 + 2H2O + 4e
でしょう。

陰極では、
2H+ + 2e → H2
ということになるでしょう。

ということになれば、単なる水の加水分解が起こるだけのように思われます。

これ以外にガスが発生するとするならば、二酸化炭素が考えられます。

すなわち、電気分解の過程において、水溶液内で部分的に、H+の濃度が増加する可能性があります。
そうなると、弱酸である二酸化炭素が追い出されることになります。ただしそれは部分的に起こる反応であって、通常は炭酸水素ナトリウムの全てが分解することはないと思います。
反応式は、HCO3- + H+ → CO2 + H2O
ということになり、反応そのものは、電気分解とは関係のない酸塩基反応ということになります。

No.3 回答者： c80s3xxx 回答日時： 2005/10/10 00:24

体積比がどうのということですが，それは陽極：陰極でどのくらいになったのでしょうか?

電位にもよりますが，過酸化水素発生や溶存酸素還元もあるため，理想的に1:2 にならないこともままあると思うんですけどね．
炭酸ナトリウム自体はよほど極端な電位をかけるか，特殊な電極材を使っているのでなければ，基本的に電気分解の対象からはずしてかまいません．
また，pH 変動による炭酸ガス発生も，よほど大量に電気分解を行うかしない限りは考える必要はないと思います．

No.1 回答者： hiranari 回答日時： 2005/10/09 08:11

炭酸水素ナトリウム水溶液の電気分解は未経験ですが、他の気体は多分炭酸ガスと思います。

陽極に集まった重炭酸イオンが炭酸ガスと水酸化イオンに分解すると考えます。水酸化イオンは酸素ガスと電子になります。
また、陰極では、水酸化ナトリウムと水素ガスが生成します：
（陽極）ＨＣＯ3－　＝　ＣＯ2　＋　ＯＨ-　
　　　　２ＯＨ－　＝1/2　Ｏ2　＋　Ｈ2Ｏ　＋　ｅ-
（陰極）Ｎａ＋　ｅ‐　＝（Ｎａ）　
　　　（Ｎａ）＋　Ｈ2Ｏ　＝　1/2Ｈ2　＋　ＮａＯＨ
炭酸ガスの確認は、簡単です。消石灰と水の上澄み液を用意し、陽極ガスを混合してみて下さい。炭酸カルシウムの白色沈殿が多量に生成するはずです。