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水の電気分解で、ステンレス棒を使うと水素と酸素は2:1の割合ででてくるのに、炭素棒を使うと正しい比にならないのはなぜですか?
ネットで調べてみたのですが、炭素と酸素が何らかの反応をするからとか、二酸化炭素や一酸化炭素、酸素の3種の混合気体になるからだと、解説してあったのですが、よくわかりません。
O2もCO2も必要な酸素原子の数は同じで出来る分子数は同じなので、酸素も二酸化炭素も体積はおなじなのではないのでしょうか?

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A 回答 (4件)

おそらく、電解質として水酸化ナトリウムを添加していると思います。


その場合、陽極で発生する酸素により炭素電極が酸化され、二酸化炭素が生成します。
これは即座に炭酸イオンとなります。
炭酸イオンは水酸化物イオンよりもイオン化傾向が大きいので、
陽極では水酸化物イオンが反応し続けます。
条件にもよりますが、炭素電極が腐敗して黒い粉がぼろぼろでることもあります。
だから、陽極は白金やステンレスを使うのが一般的です。

電気分解を行う際はイオン化傾向、溶液と電極の反応のほかにも、
生成物と電極との反応も考慮に入れて実験系を作ります。
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実験をやって得られた結果はどれくらいの数字になるのでしょうか。


溶液は何を使われたものでしょうか。

水酸化ナトリウムでも硫酸でもできます。

水酸化ナトリウム水溶液の場合であれば
4OH-→O2+2H2O+4eー
ですが希硫酸の場合でしたら
2H2O→O2+4H++4e-
です。

CO2が水溶液中のOH-と反応するということだとすると2つの溶液で違いがあるはずです。
CO2は稀硫酸にほとんど溶け込みませんから体積に差が出てこない事になります。COだとむしろ体積が増えます。アルカリ性溶液への溶け込みもありません。
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仮に水すべてを電気分解したとしても,たぶん体積は純粋なO2よりも少なくなるでしょうね。


微妙かもしれませんが・・・

やったわけではないので確証はないですが,O2とCO2では分子の大きさが違うため,O2分子
がCO2分子の隙間を微妙に埋めるように思えます。液体では,たとえば水とエタノールを混
合すると明らかに体積が減ることが見て取れますが,気体の場合には,そこまでいかないか
もしれませんね。(でも,理想気体でもない限り,多少は影響するはず)
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>O2もCO2も必要な酸素原子の数は同じで出来る分子数は同じなので、酸素も二酸化炭素も体積はおなじなのではないのでしょうか?



+極の周りにはOH-イオンが沢山ありCO2はすぐ炭酸イオンに変わってしまいます。
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