水酸化ナトリウム水溶液や薄い硫酸を電気分解すると、水素と酸素が発生するとありました。なぜ、そうなるのでしょうか。

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A 回答 (3件)

水酸化ナトリウムは水中でほぼ全ての分子がイオンに解離しています。


NaOH → Na+ + OH-
陽極と陰極における反応は次のようになります
陽極  4OH- → 2H2O + O2↑ + 4e-
陰極  2Na+ + 2e- + 2H2O → 2NaOH + H2↑
上式はよくみますと、水酸化ナトリウムの電解反応であって、結果的に次のように電気分解されたことになります。
2H2O → O2↑ + 2H2↑

硫酸の場合も同じく、ほぼ全てイオンに解離しています。
H2SO4 → 2H+ + SO4 2-
陽極  4OH- → 2H2O + O2↑ + 4e-
陰極  2H+ + 2e-→ H2↑

ちなみに塩酸の水溶液の場合は
HCl → H+ + Cl- 
のように解離しているので、陽極には塩素、陰極には水素が発生します。

この回答への補足

硫酸の場合 H2SO4 → 2H+ + SO4 2-  となっているのに、何故、陽極で 4OH- → 2H2O + O2↑ + 4e-  となるのでしょうか?so4 2-は、陽極に行かないのでしょうか?

補足日時:2002/04/12 22:02
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SO4 2-よりも、OH-の方が、陽極に引き寄せられやすいからです。


詳しくは「新・化学入門」(駿台文庫、三国均著)の電気分解のところを。

参考URL:http://www.gakusan.com/
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この回答へのお礼

ありがとうございます。ただ、硫酸の中にOH-があるというのが、よくわかりませんでした。

お礼日時:2002/04/17 18:59

こんばんは。

横から失礼します。m(__)m

>so4 2-は、陽極に行かないのでしょうか?

これは単に、taku83 さんが書き間違えられただけだと思います。
硫酸の中には、OH- はほとんどないですからね。

2SO4 2- → 2SO3 + O2 + 4e- という反応が起こりますが、SO3 は回りにある
水とすぐに反応して、H2SO4 となり元の硫酸になっちゃいます。

# taku83 さん、出しゃばってごめんなさい。m(__)m
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この回答へのお礼

ありがとうございました。よく理解できました。

お礼日時:2002/04/17 18:57

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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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わかっているなら「化学」で聞け。

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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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どなたか、教えていただければ光栄です。
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Aベストアンサー

それは間違いでしょう。


次のような平衡が成り立っています。


2H^+ + 2CrO4^2- ⇔ 2HCrO4^- ⇔ Cr2O7^2- + H2O


酸を加えると平衡は右に移動して Cr2O7^2- を生じ、
塩基を加えると左に移動して CrO4^2- を生じます。


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