硫酸銅水溶液の電気分解

硫酸銅水溶液の電気分解で、電極に銅を用いた場合、陽極での反応は『銅の方が水よりも電子を失いやすいので、陽極である銅が酸化される』と説明されましたが、高校化学のこの分野までのどのような知識を根拠に、“銅のほうが水よりも電子を失いやすい”という性質を導けるのでしょうか？イオン化傾向などでは無理ですよね？それとも暗記すべき性質なのでしょうか？

No.2 ベストアンサー 回答者： w-palace 回答日時： 2007/06/12 19:41

陽極の側ですね。

それならイオン化傾向はあまり関係ないですね。
暗記すべきと言えるでしょうが、要するに炭素と白金以外は溶けると暗記しておくのが現実的な対応でしょうね。

それんしても、意味のわからないというか、結果論的な説明ですね・・・

この回答へのお礼

ありがとうございます。
なるべく汎用性のある覚え方をしたかったのですが、なるほど、わかりました。“炭素と白金以外はとける”ですね。大変参考になりました。

お礼日時：2007/06/12 22:49

No.6 回答者： kikeba 回答日時： 2007/06/15 22:26

銅の電気精錬もしくは電気銅めっきを考えると、

理解しやすいでしょう。
陽極が銅なら、電極の銅の電子を奪って銅イオンとなり溶け出します。
一方、陰極では銅イオンに電子を与えて、銅が析出し、
つまり銅めっきされます。
水素イオンは陰極に引き寄せられますが、
電子は銅に受け渡され、水素イオンの還元反応（水素ガス発生）は
起こりません。
これを説明するのが、イオン化傾向であり、銅の方が水素より
イオン化しにくい（金属として析出しやすい）ことを表した順序です。
ちなみに陽極がカーボンや白金なら溶け出さないので
水が電気分解されて、電子が奪われ酸素ガスが発生です。

No.5 回答者： ht1914 回答日時： 2007/06/13 14:58

＃３です。

字が間違っていました。

電界精錬→電解精錬
複製物→副生成物

です。

No.4 回答者： DexMachina 回答日時： 2007/06/13 12:37

> 高校化学のこの分野までのどのような知識を根拠に、“銅のほうが水よりも

> 電子を失いやすい”という性質を導けるのでしょうか？

　Cu　→　Cu^2+　＋ ２ e^-

　２ H2O　→　４ H^+　＋　O2　＋　２ e^-
　(２ H2O　→　２ H^+　＋　２ OH^-　；　水の解離
　 ２ OH^-　→　２ H^+　＋　1/2 O2　＋　２ e^-　；　酸化)

上の４つの式をよく見比べてみて下さい。
「水素」そのものは酸化数に変化はありません。
陽極で「水が電子を失う」場合、電子を失うのは「水素原子」ではなく「酸素原子」
(もしくは水酸化物イオン)です。

なので、「水素」のイオン化傾向は、ここには関係してきません。
見るべきは(高校化学の範囲に入っていたかは憶えていませんが(汗))銅と水
　(又は水酸化物イオン)の「酸化還元電位」かと思います；
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%85%B8%E5%8C%96% …

この回答へのお礼

ありがとうございます。
「酸化還元電位」ですか・・・調べてみます。

お礼日時：2007/06/14 11:19

No.3 回答者： ht1914 回答日時： 2007/06/12 21:08

銅の電界精錬の話ですね。

電線の銅の純度はＪＩＳの規格で決まっています。多分９９％を越えているはずです。化学精錬で９０％ほどにした後電界精錬で９９％以上に保っていきます。電気銅とも呼ばれています。教科書に載っていませんか。複製物として金や銀がかなり取れます。

陽極だけを見ていては駄目です。
陰極：Ｃｕ２＋＋２ｅ－→Ｃｕ
陽極：Ｃｕ→Ｃｕ２＋＋２ｅ－
全体としては何も変わっていません。
銅が移動しているだけです。
必要な電圧は理論的には０です。でも実際は１Ｖ程度を加えていると思います。
シーソーでイメージを取ると良いでしょう。右左が釣り合っている状態で右側に力を下向きに加えると右が下がります。必要な力はいくらですか。「無限小」です。
陽極に粗銅を用いると含まれている貴金属は銅が溶けるに従って下に沈みます。陽極泥と言います。

この回答へのお礼

ありがとうございます。
全体の反応で見るとなるほどですね。

お礼日時：2007/06/12 22:45

No.1 回答者： doc_sunday 回答日時： 2007/06/12 17:15

イオン化傾向に入っています。

普通は無視されますが、
K CaNa Mg Al ZnFe Ni Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
となります。

この回答への補足

イオン化傾向を持ち出すと、HはCuよりもイオン化傾向が大きいわけで、それは陽イオンになりやすいということであり、つまり電子を失いやすいということですよね？これって質問の『銅の方が水よりも電子を失いやすい』に矛盾してませんか？

補足日時：2007/06/12 22:51