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アノード極=陽極で、酸化反応(電子の放出)が起こるのでしょうか?
アノード反応とは酸化反応?
アニオンはマイナスの電荷を持つイオン?

また電池の正極や負極など色々な電極の呼び方があっていつも困惑してます。
この辺の上手な解釈の仕方や、覚え方などありましたら宜しくお願いします。

疑問ばかり並べて申し訳ないですが宜しくお願いします。

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A 回答 (2件)

電池と電解で逆というご説明の後ですが、


見方によっては統一がとれているということで・・
図にしてみました。

電池
_┏━┳┳┓
┏┃→┃┃┃┓
┃┗━┻┻┛┃電流
┃↑____┃↓
┗┓_┏━━┛
┃┃←┃┃
┃┃_┃┃
┗━━━┛
電解槽

電池でも電解槽でも右が陽極、左が陰極になってるでしょ?・・
基本は電位が高い方が陽極、低い方が陰極。

一般人って答えようとしてたけど
一応、経験者ってことにしときますです。(^^;;
8年も燃料電池やってたこと忘れてました。(ぉぃ)
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電気化学は難しいですね。

私もそれほど得意ではないですが、苦労の一端がお役に
立てば。

最初に電気(化学)における最大の不幸を。
電流の流れる向きを先人が偶然に決めてしまい、その後電流の担い手「電子」と言うものが発見されて見ると電子と電流の向きは正反対だったと言うことですね。
このために現在どれだけみんなが大混乱している事でしょうか。

まず、「アニ」と「カチ」。これがまた紛らわしいですね。
アニオン・・-イオン。
カチオン・・+イオン。
アノード・・-イオンが吸い寄せられる電極。酸化反応の起こる電極。
カソード・・+イオンが吸い寄せられる電極。還元反応の起こる電極。

次に、陽極、陰極、正極、負極という考え方があります。これは電池、電気分解
電気鍍金でぜんぜん違います。
陽極(正極)・・電池は放電時に外に電流が流れ出すほうが陽極(正極)
陰極(負極)・・電池は放電時に外から電流が流れ込むほうが陰極(負極)

電気分解、電気鍍金では、
陽極(正極)・・外部から電流が流れ込む。-イオン吸着。酸化反応
陰極(負極)・・外部に電流が流れ出す。+イオン吸着。還元反応

要するに似た言葉が一杯あって、電池、電気分解、めっきなどの違いがあり、
化学系と電気系の両方の立場で電流や電子の出入りが逆になったりと頭が混乱しっぱなしです。

是非うまく整理して理解してください。
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Q過電圧について教えて下さい。

過電圧に関していろいろな書籍を見てみたのですが、どうしても理解出来ません。
過電圧とは、電流Iが流れているときの電極電位と平衡電位との差である、というような説明がなされていますが、
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%8D%E3%83%AB%E3%83%B3%E3%82%B9%E...​
ここに書かれているネルンストの式で左辺が平衡電位に相当し、この電位からのずれが過電圧に相当するわけですが、
ある電位にセットしたとき、最初は酸化還元にともなう電流が流れますが、しばらく時間が経つと右辺の第2項にあるように酸化種と還元種の濃度が変化するために、平衡電位がずれ、電流が流れなくなると思います。この過渡的にかかる平衡電位からのずれのことを過電圧だと思っていたのですが、

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%81%8E%E9%9B%BB%E5%9C%A7
しかし、ここの説明では、酸素発生の平衡電位が+1.23Vなのに、白金電極上では過電圧が存在するために、-0.4Vほど低くなる、というような解説がなされています。
この説明と上で書きました概念では全く別もののように思うのですが、これはどういうことなのでしょうか?
手元の本には上記のような感じで書かれてあったのですが、どのように解釈すれば良いのでしょうか?

過電圧に関していろいろな書籍を見てみたのですが、どうしても理解出来ません。
過電圧とは、電流Iが流れているときの電極電位と平衡電位との差である、というような説明がなされていますが、
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%8D%E3%83%AB%E3%83%B3%E3%82%B9%E...​
ここに書かれているネルンストの式で左辺が平衡電位に相当し、この電位からのずれが過電圧に相当するわけですが、
ある電位にセットしたとき、最初は酸化還元にともなう電流が流れますが、しばらく時間が経つと右辺の第2項にあるように酸...続きを読む

Aベストアンサー

> 上の例でいうと、後者の意味での過電圧(電気分解のときの過電圧)に相当すると思うのですが、合っていますでしょうか?

あっていません.吸着種のボルタモグラムが,可逆系ならピーク電位が一致する,上下対称な形になるのはなぜでしょう?通常の拡散のある系でピークがずれるのは,拡散があるからです.

> 電気化学では過電圧という一つの用語が2つ異なる意味をもつ

解釈の問題ですけどね.

> これら以外にも別の意味をもっているということはないのでしょうか?

過電圧という言葉がですか?ならばないと思いますが.
他の言葉だと,「可逆」の意味が二種類ありますね.可逆反応という意味での可逆と,熱力学でいう準静的過程を意味する可逆のときと.後者の意味を理解して「可逆」という言葉を使っている人は少ないように思えてなりませんがw

Qミラー指数:面間隔bを求める公式について

隣接する2つの原子面の面間隔dは、ミラー指数hklと格子定数の関数である。立方晶の対称性をもつ結晶では

d=a/√(h^2 + k^2 + l^2) ・・・(1)

となる。

質問:「(1)式を証明せよ」と言われたのですが、どうすれば言いかわかりません。やり方を教えてもらえませんか_| ̄|○

Aベストアンサー

「格子定数」「ミラー指数」などと出てくると構えてしまいますが、この問題の本質は3次元空間での簡単な幾何であり、高校生の数学の範囲で解くことができます。

固体物理の本では大抵、ミラー指数を「ある面が結晶のx軸、y軸、z軸を切る点の座標を(a/h, b/k, c/l)とし、(h, k, l)の組をミラー指数という(*1)」といった具合に説明しています。なぜわざわざ逆数にするの?という辺りから話がこんがらがることがしばしばです。
大雑把に言えばミラー指数は法線ベクトルのようなものです。特に立方晶であれば法線ベクトルと全く同じになります。すなわち立方晶の(111)面の法線ベクトルは(1,1,1)ですし、(100)面の法線ベクトルは(1,0,0)です。法線ベクトルなら「ミラー指数」よりずっと親しみがあり解けそうな気分になると思います。

さて(hkl)面に相当する平面の方程式を一つ考えてみましょう。一番簡単なものとして
hx + ky + lz=0  (1)
があります。(0,0,0)を通る平面で法線ベクトルは(h,k,l)です。
これに平行な、隣の平面の式はどうでしょうか。
hx + ky + lz = a  (2a)
hx + ky + lz = -a  (2b)
のいずれかです。これがすぐ隣の平面である理由(そのまた間に他の平面が存在しない理由)は脚注*2に補足しておきました。
点と直線の距離の公式を使えば、題意の面間隔dは原点(0,0,0)と平面(2a)の間隔としてすぐに
d=a/√(h^2+k^2+l^2)  (3)
と求められます。

点と直線の距離の公式を使わなくとも、次のようにすれば求められます。
原点Oから法線ベクトル(h,k,l)の方向に進み、平面(2a)とぶつかった点をA(p,q,r)とします。
OAは法線ベクトルに平行ですから、新たなパラメータtを用いて
p=ht, q=kt, r=lt  (4)
の関係があります。
Aは平面(2a)上の点でもありますから、(4)を(2a)に代入すると
t(h^2+k^2+l^2)=a
t=a/(h^2+k^2+l^2)  (5)
を得ます。
ここにOAの長さは√(p^2+q^2+r^2)=|t|√(h^2+k^2+l^2)なので、これを(5)に代入して
|a|/√(h^2+k^2+l^2)  (6)
を得ます。OAの長さは面間隔dにほかならないので、(3)式が得られたことになります。

bokoboko777さん、これでいかがでしょうか。

*1 (h, k, l)の組が共通因数を持つ場合には、共通因数で割り互いに素になるようにします。例えば(111)面とは言いますが(222)面なる表現は使いません。
*2 左辺はhx+ky+lzでよいとして、なぜ右辺がaまたは-aと決まるのか(0.37aや5aにならないのは何故か)は以下のように説明されます。
平面をhx+ky+lz = C (Cはある定数)と置きます。この平面は少なくとも一つの格子点を通過する必要があります。その点を(x0,y0,z0)とします。
h,k,lはミラー指数の定義から整数です。またx0,y0,z0はいずれもaの整数倍である必要があります(∵格子点だから)。すると右辺のCも少なくともaの整数倍でなければなりません。
次に右辺の最小値ですが、最小の正整数は1ですから平面hx + ky + lz = aが格子点を通るかどうかを調べ、これが通るなら隣の平面はhx + ky + lz = aであると言えます。このことは次の命題と等価です。
<命題>p,qが互いに素な整数である場合、pm+qn=1を満たす整数の組(m,n)が少なくとも一つ存在する
<証明>p,qは正かつp>qと仮定して一般性を失わない。
p, 2p, 3p,...,(q-1)pをqで順に割った際の余りを考えてみる。
pをqで割った際の余りをr[1](整数)とする。同様に2pで割った際の余りをr[2]・・・とする。
これらの余りの集合{r[n]}(1≦n≦(q-1))からは、どの二つを選んで差をとってもそれはqの倍数とは成り得ない(もし倍数となるのならpとqが互いに素である条件に反する)。よって{r[n]}の要素はすべて異なる数である。ところで{r[n]}は互いに異なる(q-1)個の要素から成りかつ要素は(q-1)以下の正整数という条件があるので、その中に必ず1が含まれる。よって命題は成り立つ。

これから隣の平面はhx + ky + lz = aであると証明できます。ただここまで詳しく説明する必要はないでしょう。証明抜きで単に「隣の平面はhx + ky + lz = aである」と書くだけでよいと思います。

参考ページ:
ミラー指数を図なしで説明してしまいましたが、図が必要でしたら例えば
http://133.1.207.21/education/materdesign/
をどうぞ。「講義資料」から「テキスト 第3章」をダウンロードして読んでみてください。(pdfファイルです)

参考URL:http://133.1.207.21/education/materdesign/

「格子定数」「ミラー指数」などと出てくると構えてしまいますが、この問題の本質は3次元空間での簡単な幾何であり、高校生の数学の範囲で解くことができます。

固体物理の本では大抵、ミラー指数を「ある面が結晶のx軸、y軸、z軸を切る点の座標を(a/h, b/k, c/l)とし、(h, k, l)の組をミラー指数という(*1)」といった具合に説明しています。なぜわざわざ逆数にするの?という辺りから話がこんがらがることがしばしばです。
大雑把に言えばミラー指数は法線ベクトルのようなものです。特に立方晶であれば法線ベ...続きを読む

Q元素と原子の違いを教えてください

元素と原子の違いをわかりやすく教えてください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

難しい話は、抜きにして説明します。“原子”とは、構造上の説明に使われ、例えば原子番号、性質、原子質量などを説明する際に使われます。それに対して“元素”というのは、説明した“原子”が単純で明確にどう表記出来るのか??とした時に、考えるのです。ですから、“元素”というのは、単に名前と記号なのです。もう一つ+αで説明すると、“分子”とは、“原子”が結合したもので、これには、化学的な性質を伴います。ですから、分子は、何から出来ている??と問うた時に、“原子”から出来ていると説明出来るのです。長くなりましたが、化学的or物理的な性質が絡むものを“原子”、“分子”とし、“元素”とは、単純に記号や名前で表記する際に使われます。

Q活性化エネルギーの求め方が分かりません

ある反応において、35℃における速度定数が25℃の2倍になったという。
この反応の活性化エネルギーはいくらか求めたいのですが、わかりません。
教えてください!

Aベストアンサー

ryota7さんがお答えのように『アレーニウスの式』を利用すれば計算できると思いますよ。

『アレーニウスの式』では速度定数をk、頻度因子をA,活性化エネルギーEa、気体定数R、温度T(絶対温度)、ネピアの定数をeとすると

K=A×eの(-Ea/RT)乗  つまりK=Ae^(-Ea/RT)となります。

ここで、25℃における頻度因子、活性化エネルギーは35℃におけるそれらと等しい(この温度間で変化しない)と仮定します。
そして、25℃の時の速度定数、K(25℃)と35℃の時の速度定数、K(35℃)の比を計算します。

K(35℃)/K(25℃)は、問題の設定から2倍ですから、

K(35℃)/K(25℃)=2=A(35℃)e^(-Ea/RT1)/ A(25℃)e^(-Ea/RT2)となります。

ここではT1は35℃に相当する絶対温度で35+273(k)T2は25℃に相当する絶対温度で25+273(k)です。
また、この式から分かるように頻度因子は約分されてしまいます。

両辺の自然対数(底が10の常用対数ではありません。常用対数を使うのならば換算しなければなりません。)をとると

ln2=(-Ea/RT1)-(-Ea/RT2)

Ea/Rは共通なので

ln2=(Ea/R)(1/T2-1/T1)となります。

ここへT1,T2、Rを代入すればEaは簡単に計算できます。

用いる気体常数の単位に気をつけてください。
私が学生の頃は旧単位系なので1.987を用いていました。

これを用いると計算結果はカロリーで出てきます。
それをキロカロリーに換算して用いていました。
現在はSI単位系つまりKJ/molでないといけないと思いますが、考え方自体は変わらないはずです。

ちなみに、ln2=0.693として計算すると12.6kcal/mol(旧単位系)となりました。

ryota7さんがお答えのように『アレーニウスの式』を利用すれば計算できると思いますよ。

『アレーニウスの式』では速度定数をk、頻度因子をA,活性化エネルギーEa、気体定数R、温度T(絶対温度)、ネピアの定数をeとすると

K=A×eの(-Ea/RT)乗  つまりK=Ae^(-Ea/RT)となります。

ここで、25℃における頻度因子、活性化エネルギーは35℃におけるそれらと等しい(この温度間で変化しない)と仮定します。
そして、25℃の時の速度定数、K(25℃)と35℃の時の速度定数、K(35℃)の比を計算します。

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Q標準自由エネルギー変化について教えてください。

お願いします。
基礎中の基礎です。しかし混乱してます
標準自由エネルギー変化ΔG゜と自由エネルギー変化ΔGの違いが分かりません。

まず標準自由エネルギー変化ですが
aA+bB⇔cC+dDと言う反応があると
ΔG゜=各物質の生成ΔGfの合計=[c×ΔGfC]+[d×ΔGfD]-[a×ΔGfA]-[b×ΔGfB]だと思うのですが・・・
質問1:ΔG゜<0ですと反応は右に進まないはず。でもなぜ?
質問2:ΔG゜とはそもそも何を表しているのですか?(僕自身の薄学では生成側にそれだけエネルギーが偏っている?)
質問3:ΔG゜=-AとするとAが大きいほど反応は進みやすのでしょうか?(これ本当に分かりません・・)

自由エネルギー変化ΔGについてです
ΔG=ΔG゜+RTlnK
aA+bB⇔cC+dDと言う反応ではモル分圧平衡定数とするとK=([P_C]^c・[P_D])^d÷([P_A]^a・[P_B]^b)
です。
質問4:そもそもΔGとは何を表現しているのですか?平衡だとΔG=0となる。これはどういうこと?
質問5:ΔG゜=-RTlnKですが、通常ΔGというとみんなこの方法で算出してしまいます。ここで標準自由エネルギー変化ΔG゜と自由エネルギー変化ΔGをごっちゃにするとエライ事になりそうですが・・・
質問6:ΔG=ΔG゜+RTln([P_C]^c・[P_D])^d÷([P_A]^a・[P_B]^b)でよく25℃、1atmの濃度や分圧を入れてΔGを出してますが、これはどう解釈したらよいのでしょうか?その濃度や分圧のときの自由エネルギーということ?でもそれなら25℃、1atmの生成ΔGfから算出したΔG゜とΔGが同じにならないとおかしくありませんか?
質問:そもそも上記の考え方にどこかおかしいから悩んでいるので、指摘していただけたら幸いです。

お願いします。
基礎中の基礎です。しかし混乱してます
標準自由エネルギー変化ΔG゜と自由エネルギー変化ΔGの違いが分かりません。

まず標準自由エネルギー変化ですが
aA+bB⇔cC+dDと言う反応があると
ΔG゜=各物質の生成ΔGfの合計=[c×ΔGfC]+[d×ΔGfD]-[a×ΔGfA]-[b×ΔGfB]だと思うのですが・・・
質問1:ΔG゜<0ですと反応は右に進まないはず。でもなぜ?
質問2:ΔG゜とはそもそも何を表しているのですか?(僕自身の薄学では生成側にそれだけエネルギーが偏っている?)
質問3:ΔG゜=-Aとすると...続きを読む

Aベストアンサー

>平衡になったときのモル分率やモル濃度を入れると、当然RTlnKは
>-ΔG゜と同じになるはずですよね?

ΔG=ΔG゜+RTlnKですよね。平衡状態ではΔG=0なので、
RTlnK=-ΔG゜ または -RTlnK=ΔG゜で間違いないと思います。

>一般的にΔG゜って各物質の生成ΔGfの合計から算出するじゃないですか?

違うと思います。
ΔG゜=ΣΔGf゜(生成物)- ΣΔGf゜(反応物) だと思います。

標準生成自由エネルギーと自由エネルギー変化を混同しては行けません。
自由エネルギーやエンタルピーの絶対値を調べるのは大変なので
変化量を指標に用いていることは同じですが、標準生成自由エネルギーは、すべての元素が標準状態にあるとき自由エネルギーを0として、それらの単体から生成される化合物を上記の式を使って計算した物です。

反応が自発的に進むためにはΔGがマイナスでなければなりません。
ΔGは自由エネルギー変化です。
標準生成自由エネルギーΔG゜とは違います。
-RTlnK=ΔG゜ という関係から ΔG゜が負の時はKが1よりも大きい事を意味し、正の時には、その反応が進まないということではなくKが1よりも小さいことだけを意味します。
ΔG゜が大きな正の値をとるとKは著しく小さくなり、平衡点は原系の方に極端に片寄ることを意味しています。
ΔG゜=0ならばK=1ということです。

>平衡になったときのモル分率やモル濃度を入れると、当然RTlnKは
>-ΔG゜と同じになるはずですよね?

ΔG=ΔG゜+RTlnKですよね。平衡状態ではΔG=0なので、
RTlnK=-ΔG゜ または -RTlnK=ΔG゜で間違いないと思います。

>一般的にΔG゜って各物質の生成ΔGfの合計から算出するじゃないですか?

違うと思います。
ΔG゜=ΣΔGf゜(生成物)- ΣΔGf゜(反応物) だと思います。

標準生成自由エネルギーと自由エネルギー変化を混同しては行けません。
自由エネルギーやエンタルピーの絶対値を調べる...続きを読む

Q卑な電位、貴な電位について

lower potential の日本語訳はは卑な電位、貴な電位なのでしょうか?

Aベストアンサー

貴碑(漢字誤変換です。うまくあわないので誤変換が続くかと思います).低高の言いまわしは.
電気屋系の方が.絶対値をもって「高電位」「低電位」を定義するために.言葉の混乱を避けるために「きひ」の言葉が使われるようになりました。
-10vと+1vでは.-10Vが「高電位」であると解釈する方がいたためです。-10Vの方がひな電位ですね。+1Vの方が貴な電位です。
電位に関して.「高低」は使いません。ただし.「電位差」については.「高低」を使います。ただ「低電位差」の音を「定電位差」と解釈する方もいるので.余り使いません(電位差が大きい・小さいと言い換えます)けど。

直訳で.「より低い電位」ですから.「ひな電位」となります。

私は.化学が専門ではありませんので.間違っているかもしれません。日本化学会のアドレスをお知らせします。
http://com.nifty.com/forum/FCHEM/top.go
腐食暴食か電気化学でおなじような素人向け掲示板でもあれば良いのですか゛。

Q水の電気分解で H2O が反応するのは何故?

 水の電気分解で酸性溶液(H2SO4 水溶液など)では(1),(3)の反応が起こり,アルカリ性溶液(NaOH 水溶液など)では(2),(4)の反応が起こると考えられます。

 陰極:
   2H+ + 2e- → H2↑      (1)
   2H2O + 2e- → H2↑ + 2OH-  (2)

 陽極:
   2H2O → O2↑ + 4H+ + 4e-  (3)
   4OH- → O2↑ + 2H2O + 4e-  (4)

 ここで,溶液が酸性からアルカリ性に変わる事で,反応種が陰極では H+ から H2O に変化し,陽極では H2O から OH- に変わります。

 酸性溶液で(1)の反応が,アルカリ性溶液で(4)の反応が起こる事は自然です。では,何故アルカリ性溶液で(1)でなく(2)の反応が起こり,酸性溶液で(4)でなく(3)の反応が起こるのでしょうか。

 以前は,酸性溶液での OH- 量やアルカリ性溶液での H+ 量が非常に少ないためと考えていたのですが,「極く少量でも反応すれば平衡で新たな H+ や OH- は供給されるはず」と考えだすと,単に量が少ないだけでは納得できなくなってしまいました。

 どなたか「物理化学」苦手の私に,納得できる数値なり理論なりを示して落ち着かせて下さい。お願いします。

 水の電気分解で酸性溶液(H2SO4 水溶液など)では(1),(3)の反応が起こり,アルカリ性溶液(NaOH 水溶液など)では(2),(4)の反応が起こると考えられます。

 陰極:
   2H+ + 2e- → H2↑      (1)
   2H2O + 2e- → H2↑ + 2OH-  (2)

 陽極:
   2H2O → O2↑ + 4H+ + 4e-  (3)
   4OH- → O2↑ + 2H2O + 4e-  (4)

 ここで,溶液が酸性からアルカリ性に変わる事で,反応種が陰極では H+ から H2O に変化し,陽極では H2O から OH- に変わります...続きを読む

Aベストアンサー

いつのまにか議論が再開していたのですね…。また参加させて頂きます。

まず,T-Ein さんの文献についてですが,引用文中の「百年前からわかっている」の部分に,ちゃんと 100 年前の論文が参照されておりますか? もし参照があるなら,その元の論文に関する情報を教えていただけると幸いです。その論文こそが,この問題の「答え」ですから。万が一参照がない場合,引用された部分は「非科学的」と言わざるを得ません。なぜなら反応物濃度が 0.01 M 以上である根拠が全くないことになってしまうからです。この数字を元に pH < 2 だとか pH > 12 だとか議論する重要な値な訳ですから,正確な論理展開でキチンと導出しなければなりません。何の説明もなしに「百年前からわかっている」など言われても,全く説得力がないのです。

さて,ここからが本題です。多少以前に書いた内容の繰り返しになりますが,この問題の根本は「(i) 水分子の電離の反応速度と (ii) 電極反応速度の大小関係」にあると思います。ロジックは No.3 に書いたとおりです。当初私は,水の電離速度は十分に大きく,常に (i) > (ii) だと思っておりましたが,他の方々の回答およびその中の実験事実などを拝見させていただきますと,現実は私の認識とは異なり,恐らく水の電離速度は意外に小さいのだと思います。気体発生を目視できる程度の速さの,実感できる(?)水の電気分解では (ii) > (i) になっているのでしょう。本当は正確なデータが欲しいところですが,状況証拠として,No.4 による dragon-2 さんのフェノールフタレインの実験結果がそれを示唆していると思います。つまり,OH- が電極近傍に局在化する理由は OH- の移動度が比較的小さいためであり,その原因は水の電離の遅さに他なりません。また,多くの方の説明で見られる「濃度説」も,水の電離が十分に遅いことが暗黙の前提条件となっていれば納得できます。

今までの議論を総括し,私なりにまとめました。以下に示します。恐らく,現実もこのようなものではないかと思うのですが,如何でしょうか?


[case 1.] (i) > (ii) の場合
 CV など電気化学測定における微小電流での電気分解が,こちらの case に分類される。電気分解の速度は小さく,電極電位差も小さい。酸化還元反応を起こすイオン種は,それぞれ H+ と OH- である。よって,半反応式は(1)と(4)のみ。

[case 2.] (i) < (ii) の場合
 気体発生を目視できる程度の速さでの電気分解が,こちらの case に分類される。電流が大きく電気分解の速度は大きい。電極電位差は case 1 の時よりも大きく,反応を起こす化学種は H+ と OH- と H2O の 3 種類。このうち,陰極近傍にある H+ と陽極近傍にある OH- は電気分解の開始と共に減少し始め,後に低い濃度で保たれる。この濃度とは,イオン種の電極反応速度と供給速度とがつりあった平衡濃度である。
 電極反応の経時変化は,濃度が変化し続ける「初期状態」と平衡濃度で安定する「定常状態」とに分けられる。初期状態とは,H+ と OH- が H2O よりも優先して電極反応を起こすが,H+ や OH- の泳動・対流・電離などが遅いために電極への供給が間に合わず,電極近傍の濃度が減少し続ける状態のことである。一方定常状態とは,H+ と OH- が低濃度で安定し,ほとんど H2O のみが電極反応を起こしている状態のことである。つまり,初期状態における半反応式は(1)と(4)で表すことができ,定常状態における半反応式はほぼ(2)と(3)で書ける。
 この初期状態の寿命は,それぞれ H+ および OH- の初期濃度によって決まる。pH = 7 の時は,両者の初期濃度はほぼ同じオーダーにあると見なせるが,もし pH が十分に小さいときや十分に大きいときは,両者に著しい濃度差が生じ,その結果,陰極と陽極とで初期状態の寿命が異なってくる。つまり,片一方の電極のみで,初期状態が長く続くことになる。この現象に基づき,一方の電極が初期状態で他方の電極が定常状態の系のことを,以下「準定常的な系」と呼ぶことにする。例えば pH が非常に低い場合「陰極の初期状態の寿命 >> 陽極の初期状態の寿命」である。すなわち,陽極はすぐに定常状態に移行して H2O の酸化反応が主となるにも関わらず,陰極は長時間初期状態を維持し,H+ を還元反応をし続ける。この準定常的な系の半反応式は(1)と(3)である。同様にして,pH が非常に高い場合の準定常的な系の半反応式は(2)と(4)になる。これらの準定常的な系はあくまでも過渡的な状態であるが,pH が極端に大きかったり小さかったりした場合,準定常的な系を維持する時間は非常に長い。そのため,場合によっては,実際の実験において定常状態を観察できないことも考えられる。

いつのまにか議論が再開していたのですね…。また参加させて頂きます。

まず,T-Ein さんの文献についてですが,引用文中の「百年前からわかっている」の部分に,ちゃんと 100 年前の論文が参照されておりますか? もし参照があるなら,その元の論文に関する情報を教えていただけると幸いです。その論文こそが,この問題の「答え」ですから。万が一参照がない場合,引用された部分は「非科学的」と言わざるを得ません。なぜなら反応物濃度が 0.01 M 以上である根拠が全くないことになってしまうからです。この...続きを読む

Q蒸気圧ってなに?

高校化学IIの気体の分野で『蒸気圧』というのが出てきました。教科書を何度も読んだのですが漠然とした書き方でよく理解できませんでした。蒸気圧とはどんな圧力なのですか?具体的に教えてください。

Aベストアンサー

蒸気圧というのは、主として常温付近で一部が気体になるような物質について用いられる言葉です。

液体の物質の場合に、よく沸点という言葉を使います。
物質の蒸気圧が大気圧と同じになったときに沸騰が起こります。
つまり、沸点というのは飽和蒸気圧が大気圧と同じになる温度のことを言います。
しかし、沸点以下でも蒸気圧は0ではありません。たとえば、水が蒸発するのは、常温でも水にはある程度の大きさ(おおよそ、0.02気圧程度)の蒸気圧があるためにゆっくりと気化していくためであると説明できます。
また、油が蒸発しにくいのは油の蒸気圧が非常に低いためであると説明できます。

さきほど、常温での水の飽和蒸気圧が0.02気圧であると述べましたが、これはどういう意味かと言えば、大気圧の内の、2%が水蒸気によるものだということになります。
気体の分圧は気体中の分子の数に比例しますので、空気を構成する分子の内の2%が水の分子であることを意味します。残りの98%のうちの約5分の4が窒素で、約5分の1が酸素ということになります。

ただし、上で述べたのは湿度が100%の場合であり、仮に湿度が60%だとすれば、水の蒸気圧は0.2x0.6=0.012気圧ということになります。

蒸気圧というのは、主として常温付近で一部が気体になるような物質について用いられる言葉です。

液体の物質の場合に、よく沸点という言葉を使います。
物質の蒸気圧が大気圧と同じになったときに沸騰が起こります。
つまり、沸点というのは飽和蒸気圧が大気圧と同じになる温度のことを言います。
しかし、沸点以下でも蒸気圧は0ではありません。たとえば、水が蒸発するのは、常温でも水にはある程度の大きさ(おおよそ、0.02気圧程度)の蒸気圧があるためにゆっくりと気化していくためであると説明できま...続きを読む

Qエクセル STDEVとSTDEVPの違い

エクセルの統計関数で標準偏差を求める時、STDEVとSTDEVPがあります。両者の違いが良くわかりません。
宜しかったら、恐縮ですが、以下の具体例で、『噛み砕いて』教えて下さい。
(例)
セルA1~A13に1~13の数字を入力、平均値=7、STDEVでは3.89444、STDEVPでは3.741657となります。
また、平均値7と各数字の差を取り、それを2乗し、総和を取る(182)、これをデータの個数13で割る(14)、この平方根を取ると3.741657となります。
では、STDEVとSTDEVPの違いは何なのでしょうか?統計のことは疎く、お手数ですが、サルにもわかるようご教授頂きたく、お願い致します。

Aベストアンサー

データが母集団そのものからとったか、標本データかで違います。また母集団そのものだったとしても(例えばクラス全員というような)、その背景にさらならる母集団(例えば学年全体)を想定して比較するような時もありますので、その場合は標本となります。
で標本データの時はSTDEVを使って、母集団の時はSTDEVPをつかうことになります。
公式の違いは分母がn-1(STDEV)かn(STDEVP)かの違いしかありません。まぁ感覚的に理解するなら、分母がn-1になるということはそれだけ結果が大きくなるわけで、つまりそれだけのりしろを多くもって推測に当たるというようなことになります。
AとBの違いがあるかないかという推測をする時、通常は標本同士の検証になるわけですので、偏差を余裕をもってわざとちょっと大きめに見るということで、それだけ確証の度合いを上げるというわけです。

QNをPaに単位換算できるのか?

大変困ってます。
皆さんのお力をお貸しください。

加重単位Nを圧力単位Paに変換できるのでしょうか?
もし出来るとしたらやり方を教えてください。
具体的には30Nは何Paかということです。
変換の過程も教えていただければ幸いです。

是非、ご回答、よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

 No.1さんがおおまかに答えておられますが、補足します。
 N(ニュートン)は力の単位です。対して、Pa(パスカル)は圧力の単位です。これらは次元が違うので、単独では変換はできません。
「30 Nは何Paか」
というのはナンセンスです。
 NとPaの関係は、
Pa = N/m^2
です。質問が、
「30 NをPaを使って表せ」
というのならば、
30 N = 30 Pa・m^2
となります。m^2(平方メートル)という単位が必要になります。物理量の間の関係、
圧力 = 力/面積
および、単位の間の関係
Pa = N/m^2
を整理して覚えてください。


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