塩化銅(CuCl2)を電極を銅にして電気分解をした時の陽極・陰極での反応をそれぞれ教えてください。

化学の先生に聞いてみたのですが先生を悩ませてしまい答えが出ませんでした。
できるだけ早くお願いします。

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A 回答 (3件)

おそらく、電極に金属の銅を用い、塩化銅(CuCl2)水溶液を電気分解したら陰極では銅が析出するけど、陽極の反応は銅の溶解と塩素の発生のどちらが起きるのか、というのが質問の趣旨だと判断したのですが、違いますか?


とりあえず、そのつもりで答えますと、どちらも起きると思います。
どちらが多いかは塩化銅水溶液の濃度や電極の表面積などによって違うと思います。塩化銅の濃度が高かったり、電極表面積が大きい場合には塩素発生が盛んに起きるでしょうが、濃度が低かったり電極表面積が小さい場合、塩化物イオンの酸化は起こりにくくなるわけですから(確率的に)、銅電極からの銅の溶解が盛んになると思われます。
塩化物イオンが酸化されて塩素になるのと銅が酸化されて銅イオンになるのと、どちらが容易かは知りませんが、通常の電気分解でどちらも起こる反応なので、その一方だけが起き他方が起きないということはありません。ただ、どちらがより多く起きるかというのが状況によって変化するだけです。
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固体塩化銅を電極として使うのですか.金属銅を電極に使うのですか.


「電気分解」をする場合の電極を入れる「もの」は何ですか.
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程度がどの程度で答えたら良いのか.文面から読み取れません。学校では.溶融塩電解(アルミニユウムの精製他)を教えていますか.水溶液の場合だけですか.有機溶剤の場合を含みますか?
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陽極での反応


電極がCuやAgの時は、電極が溶解します。Cu→Cu2++2e-

陰極での反応
水溶液中にCu2+,Ag+などのイオン化傾向が小さい金属イオンがあると
金属が析出します。Cu2++2e-→Cu 
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はい、ご指摘の通り、水酸化ナトリウムの水溶液の電気分解では、完全な水の電気分解とは言えません。

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陰極では陽イオンのナトリウムイオンが電気分解されてナトリウムにな……ることはありません。
ナトリウムイオンが電気分解されてナトリウムになる反応よりも、水が電気分解されて水素が発生する反応のほうがはるかに起こりやすいためです。

ということで、陰極での反応はまさしく水ですが、陽極で分解されるのは水酸化物イオンとなり、厳密な水の電気分解とはなりません。
ただし、電気分解生成物を見れば水が分解されたのと同じですね。

陽極・陰極とも水の電気分解にしようと思えば、硫酸ナトリウムや硝酸ナトリウムの水溶液の電気分解が考えられます。

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Aベストアンサー

2つの反応が混ざって起こるだろうと思います。
陽極
4OH^- → 2H2O+O2+4e^-
Cu → Cu^2++2e^-
陰極
2H2O+2e^- → H2+2OH^-

水酸化ナトリウムがかなり濃いですから生じた銅イオンは陽極付近で反応してしまうでしょう。青白いゲル状の沈澱が観察されるだろうと思います。陰極での銅の析出はほとんど起こらないでしょう。

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「電気エネルギー」などというものは存在しない。
そもそも「エネルギー」自体が抽象概念であり、存在するものではない。

この場合、必要があろうとなかろうと「電界」は溶液中に等しくかかっている。
だいたい、必要に応じて選択的にかけられるわけでもない。(今の科学では)
質問の主旨は、それなのに、何故水素と酸素だけが発生するのかということだと思います。


>化学です

わかっているなら「化学」で聞け。

【化学】
http://oshiete.goo.ne.jp/category/389/



>水の電気分解で水にNA2SO4を溶かして分解する時にNA2とSO4のイオンが電気分解されない理由ってなんですか?

「イオンが電気分解される」の意味が不明なので回答不能。
「電極にNaとSO4が発生する」ならわかります。


質問の主旨ですが、「電極に(水素と酸素ではなく)NaとSO4が発生しない理由」でよいのでしょうか。

回答:水素と酸素よりNaとSO4の方が「イオン化傾向」が高い(イオンになりやすい)からです。

陰極から出た電子は、よりイオンに成りにくい方と結合します。
この場合は水素イオン(+)と結合し「水素(気体)」となります。

同じ理由で、陽極にはOH(陰イオン)の電子が入り、その結果イオンでなくなる為に、水素と酸素の気体に分離します。

NaとSO4で同じ事が起こっても、よりイオン化傾向が高い水素とOHとの間で電子の移動が起こるので、イオンのままであり続けます。



ところで、他の質問から、質問者様は高校生だと思いますが、中学で「イオン化傾向」は習わなかったのでしょうか。(私の場合はそうでしたし、暗記もしています)

「電気エネルギー」などというものは存在しない。
そもそも「エネルギー」自体が抽象概念であり、存在するものではない。

この場合、必要があろうとなかろうと「電界」は溶液中に等しくかかっている。
だいたい、必要に応じて選択的にかけられるわけでもない。(今の科学では)
質問の主旨は、それなのに、何故水素と酸素だけが発生するのかということだと思います。


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Aベストアンサー

電気分解は電源につないで行うものなので
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従って
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陰極に入ることになります

電流は電子の流れと常に逆です


攻略のヒントですが
電池は自発的に起こる反応なので
必ず理由があります

たとえばボルタ型の電池なら
イオン化傾向の大きい金属が優先的にイオンになろうとする
→陽イオンになって電子を出す
→電子が出るから負極

といった具合です


電気分解は
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陰極では、イオン化傾向がH2>Agなので、H+またはH2Oは還元されず、Agが析出する。

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陽極では、電極がCuやAgなどの場合、電極の金属が解ける。

Ag → Ag+ + e-

ここで疑問なのですが、陽極では、

イオン化傾向がH2>Cu>Agなので、AgよりH+またはH2Oが陽イオンになりやすく、

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Aベストアンサー

ます、電気分解で気体が発生するためには、酸化還元電位だけではなく、
過電圧も必要なので、単純にイオン化傾向だけでは比較できません。

わかりやすい考え方を書いておきます。
(1)MgやZnは塩酸に溶けます。
これら金属のイオン化傾向がHよりかなり大きいからです。
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隔膜があれば陽極室の pH が下がってくるので,十分に電解を行えば CO2 が溶けきれなくなって出てくるでしょうが,これは電気分解によって生成しているわけではありません.弱酸の解離平衡に基づく,遊離反応です.
炭酸,炭酸イオン,炭酸水素イオン,二酸化炭素 (これらは水溶液中では互いに平衡で存在する) のいずれも,通常の条件では電気分解反応はしません.隔膜電解によって pH 変化が起これば平衡の位置は動きますが,総量は増えも減りもしません.

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そういう意味では「硫酸ができる」という表現は可能です。
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