水溶液の電気分解をする時によく白金板や炭素棒を使う、と高校では習いますが、
なぜ金は使われないのでしょう?

イオン化傾向から考えると、白金ではなく金を使ってもよさそうな気がします。

金は柔らかくて使いにくいからかな?
と思っているのですが、どうでしょう?

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棒金」に関するQ&A: 金無双に棒銀の攻め

A 回答 (3件)

 ハロゲン特に塩素に対する反応性の違いによります。

イオン化傾向とは別に他の元素と反応性の違いは個々の元素特有にあります。「金」はハロゲン特に発生塩素との反応性に富むので「王水」に溶けます。常温でこの反応が起きます。ところが、イオン化傾向がより、大きい「白金」は、塩素との反応は、「金」に比べて低いのです。常温で王水との反応は金よりも激しくないのです。
 よって、電気分解で「塩素」が発生しやすい雰囲気では「金」より「白金」を使った方が消耗が少ないのです。
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 電気伝導度の違いではないでしょうか。

白金は比抵抗率が、温度20℃で0.0000106Ω/cm、金は0℃で0.0000219 Ω/cmです。温度があがると比抵抗率もあがるので、金の20℃のときの比抵抗率は、白金よりも大きくなります。ほとんど変らないとの見方もできますが、白金のほうが電気伝導率は良くなります。金を電極に用いることもあります。それに、これはよく分からないのですが、金のほうが高価だからという理由も考えられます。

(補足 比抵抗率:1cm立方の形状をした物質の抵抗率)
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電極に使えるくらいの厚さの「金の板」がころがっていたら、家に持って帰りたくなるからです。


と、いう返事は冗談になるのかな。
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どなたか、教えていただければ光栄です。
よろしくお願いします。

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。

Q電位差測定(pH電極)について

電位差測定について疑問があります.

代表的なものとして,pH電極がありますが,
このpH電極を,ガラス電極(内部電極は白金)と基準電極の電位差を測ることでpHを測定している事は理解しました.
ガラス電極で生じる内部液と,サンプル液の膜電位でネルンストの式から,
水素イオン濃度を検出しているという事ですよね.

ここで疑問なのですが,
ガラス電極と基準電極の間に,電流はどのように生じるのでしょうか?
電極間の電位差を計測しているという事は,電流が流れていないと,電気回路として一周しません.
また,基準電極は銀塩化銀電極等の不分極電極ですが,不分極という事は,電流は流れないのでは・・・・

詳しい方,電極,測定溶液の電子移動に関して分かりやすく解説頂けないでしょうか?

Aベストアンサー

ダニエル電池ではZn極でZnがイオン化し、電子が生じる

事で陰極となります。極の周囲に生じたプラスイオンを中和

する為に塩橋からCl^-が供給されます。Cu極では導線から

電子が来て極の周囲のCu^+を還元します。すると+イオン

が足らなくなるから塩橋からK^+が来て補給されます。

つまり電極間の導線中の導通は電子が、液中での導通は

イオンがその役目を担います。

pH測定系も同様でしょう。

ガラス電極が陰極の時は銀がイオン化し、周囲からマイナスイオン

が供給される。その時基準電極側では水銀イオンが還元される。

するとプラスイオンが不足しますから、飽和KCl液から相当分の

Cl^-がスリーブから外(検液)に出ていきます。従って液中では

基準電極からガラス電極へマイナスイオンが動きます。と言う事は

ガラス電極から基準電極へはプラスイオンが向かうとも言えます。

つまりガラス電極のガラス薄膜内側はpH7の液ですが、そこの

水素イオン濃度は外側の検液より高いということでしょう。

ガラス薄膜表面ではSiO4H⇄SiO4^-+H^+の平衡があり、検液

のpH如何によって平衡が動きます。ガラス薄膜内部は水素イオン

が伝播しますから導通していることになります。

上記とは反対に検液の方が水素イオン濃度が高ければ、ガラス電極が

陽極、基準電極が陰極になります。検液のpHが7なら電流は起こらず

イオンも動かずだと思います。

ダニエル電池ではZn極でZnがイオン化し、電子が生じる

事で陰極となります。極の周囲に生じたプラスイオンを中和

する為に塩橋からCl^-が供給されます。Cu極では導線から

電子が来て極の周囲のCu^+を還元します。すると+イオン

が足らなくなるから塩橋からK^+が来て補給されます。

つまり電極間の導線中の導通は電子が、液中での導通は

イオンがその役目を担います。

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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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Q電極

第2種の電極に銀塩化銀電極やカロメル電極がありますが、他にどのような電極があるのでしょうか?

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電解質の水溶液に2種類の金属をいれて導線で結ぶと電池ができると教科書にはでていましたが
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実際に電池ができるならば、電子の流れを中心に仕組みを教えてください。(中3)

Aベストアンサー

何も起こりません。

>電解質の水溶液に2種類の金属をいれて導線で結ぶと電池ができると教科書にはでていましたが

いまだにこんなことを書いている教科書があるのですか。

電池ができるということは電流が流れるということです。
電子の移動が起こっています。
電子の移動が起これば、
「電子を受け入れて変化した物資」と「電子を放出して変化した物質」とが存在します。
こういう物質が存在する場合の電池は「化学電池」と呼ばれているものになります。
電子を受け入れて物質が変化した場合、その物質は「還元された」と言います。
電子を放出して物質が変化した場合、その物質は「酸化された」と言います。
酸化・還元反応と分類されている化学反応が起こっているので「化学電池」と言います。

普通の酸化・還元反応は酸化剤と還元剤の間で直接電子のやり取りが起こっています。
電池は自然に起こる酸化・還元反応を利用しています。
そこで起こる電子の移動を外部回路に導いています。そのために直接起こる電子の移動を禁止しています。
(完全には禁止できないので効率には限界があります。)

ボルタ電池は亜鉛が希硫酸に溶けるという反応を利用しています。
Zn+H2SO4→H2+ZnSO4
Znの溶ける場所と水素の発生する場所を分離できれば電池になります。
銅板は水素の発生する場所を作っているだけです。電線の延長です。
亜鉛板の周りにも硫酸がありますから直接反応も起こります。
間に小さな穴のあいた隔壁を入れて希硫酸は銅板のある方にだけ入れます。亜鉛板のある方には食塩水を入れます。こうすると直接反応は起こらなくなりますから亜鉛から水素への電子の移動は外部回路を回って起こる分だけになります。効率がよくなります。

この例では銅板と亜鉛板を使っています。でも銅板は反応には関係がないということが分かりますね。単に電線の役割をしているだけです。電線の端が広くなっています。水素が電子を貰う反応の起こる広い場所を作っています。銅線のままで突っ込んでもいいのですが面積が狭いので反応が遅くなります。
「イオン化傾向の異なる2つの金属」という表現がおかしいことが分かります。

ダニエル電池は
Zn+CuSO4→ZnSO4+Cu
という自然に起こる反応を分離したものです。
この反応の主役はZnとCu^2+です。
銅板は電線の端の広くなったものというだけです。「イオン化傾向の異なる2つの金属」という条件に会わせたものではありません。
炭素棒でやってもかまいませんが銅の付着した炭素棒になってしまいます。

金と白金と食塩水でどういう反応が起こるのでしょうか。
直接接触させても反応が起こらないのであれば、分離して回路で結んでも電流をとり出すということはできません。

電子の移動があっても物質が変化していなければ、酸化・還元反応ではありません。
この点を誤解していると思われる記述のある本がかなりあります。
電子が通り抜けるだけであれば単に電線の役割をしただけということになります。
電流が流れる理由は別のところにあるということになります。

電池で出てくる金属には2つの役割があります。
・反応物質の一つになっている、・・・普通は還元剤です。
・電子の移動の起こる場を提供する、・・・電線、電極の役割です。

電池の構成要素という時には反応としての構成要素のことを言っているのか、物としての構成要素のことを言っているのか区別する必要があります。電線を反応の構成要素に入れてしまうと変なことになってしまいます。
その混乱を防ぐための一つの方法が「直接反応」を考えるということです。試験管の中で起こる酸化・還元反応を考えるということです。

金属と金属のイオンの区別ができていない事による混乱もあるようです。

何も起こりません。

>電解質の水溶液に2種類の金属をいれて導線で結ぶと電池ができると教科書にはでていましたが

いまだにこんなことを書いている教科書があるのですか。

電池ができるということは電流が流れるということです。
電子の移動が起こっています。
電子の移動が起これば、
「電子を受け入れて変化した物資」と「電子を放出して変化した物質」とが存在します。
こういう物質が存在する場合の電池は「化学電池」と呼ばれているものになります。
電子を受け入れて物質が変化した場合、その物質は「還...続きを読む

Q半導体を作用電極として使った場合、三電極系にする必要がないのはなぜですか?

以前、半導体を作用電極として使った場合、三電極系にする必要がないという話を聞きました。
理由としては半導体表面には電気二重層が形成されない、ということでした。

しかしながら、三電極系にするメリットは参照電極の濃度分極を防ぐことにあるはずなのにこの理由はおかしくないでしょうか?
作用電極の電気二重層の有無は関係ないように思うのですが・・・
また半導体電極には空間電荷層というものが形成されるはずですが、これは電気二重層のように分極が
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Aベストアンサー

話を聞き違えてるか,元の話が間違ってるかのどちらかでしょう.
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空間電荷層は,電気二重層より電位依存が大きいですよ.半導体のドープレベルによりますが,第0近似としては,電位変化は基本的に空間電荷層で消費される (溶液に接するところのレベルは固定) とみなしていいくらいです.空間電荷層容量と電気二重層容量の大きさを比べて,半導体バルクと溶液バルクでどのような電位配分になるかを見積もってみるといいでしょう.

Q水溶液中の炭素電極反応について質問です。

水溶液中の炭素電極反応について質問です。
ネットなどを調べると、炭素電極を陽極にして電解をすると炭素電極が二酸化炭素に
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  →炭素と酸素が常温で有意な速度で本当に反応する??
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回答よろしくおねがいします。

Aベストアンサー

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→溶融塩でもないただの水溶液中に酸化物イオン(O2-)が存在する?
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Aベストアンサー

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