Cu電極、CuSO4を使った電解精錬を考えます

この時陽極で、『水』が還元されずに『Cu』が酸化されCu+になるのはなぜなのでしょうか


ものすごく初歩的な質問なのかもしれませんが、よろしくおねがいします

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A 回答 (2件)

電解精錬の場合は単極で見るのではなくて正極、負極の両方をセットで見ることになります。



どちらの極も電極にはCu、電極の浸されている水溶液の中にはCu^2+があります。

Cu ⇔ Cu^2+ + 2e^-
の釣り合いがどちらの極でも成り立っているとすればいいでしょう。

その状態で少し電圧をかけます。
正の電圧のかかった方の電極では⇒の向きの変化が起こります。
負の電圧のかかった方の電極では←の向きの変化が起こります。
Cuのトータルの量、Cu^2+のトータルの量は変化しません。
Cuの存在する場所が変わったというだけの変化です。

この変化は電圧がかかっておりさえすればいいのですから、「必要な最低の電圧はいくらか?」と問いに対しては0Vというのが答えになります。
普通の電気分解とは異なります。
電圧をかけて無理に反応を起こさせているのがふつうの電気分解です。

2本のガラス管A,Bをゴム管でつないで水を入れます。
連通管ができます。水位は等しいです。
片方のガラス管Bを少し下げます。内部の水はAからBに少し移動します。
初めBの位置を高くしておきます。Aには一杯水が入っていて、Bはほとんど空という状態です。でも水面の高さは等しいです。Bをゆっくりと下げて行きます。Aの中の水はほとんど全部Bに移って行くということが起こります。電圧を加え続けるということで反応を持続させるというのは水位の差を維持しながらBを下げ続けるというのに対応しています。でもこの水位の差はごく小さいものでいいのですから電圧が小さいものでいいというイメージも取れるだろうと思います。
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かの有名な「イオン化傾向」で水素の方が銅よりイオン化し易いので、


たとえH2ができてもCu^2+に電子を渡して2H^+になるからです。
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ので、悪しからず。

Aベストアンサー

銅相場情報については下記のサイトが詳しいですね。
ややHPは雑ですが、市況はわかると思います。

[japan metal bulletin]というサイトも英語ですが
あります。
参考になさってください。
http://www.japanmetalbulletin.com/

参考URL:http://www.benet.ne.jp/arai/souba/dousouba.htm,http://www.japanmetalbulletin.com/

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Aベストアンサー

ます、電気分解で気体が発生するためには、酸化還元電位だけではなく、
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わかりやすい考え方を書いておきます。
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しかし、硝酸もPtやAuは溶かせません。

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Aベストアンサー

>昔ながらの鉄のフライパン
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Aベストアンサー

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^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
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Aベストアンサー

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Aベストアンサー

コインシデンス限界周波数についてはよく知りませんので
パスさせていただきます.

L×a×b の直方体(簡単のためこうしました)が,
L 方向に引っ張られたとき,
各辺の長さが L(1+ε),a(1-ε'),b(1-ε')
になったとします.
このとき,ε'/ε をポアソン比といいます.
伸びや縮みは小さいものと考えています(つまり,ε,ε' << 1).
体積は
L(1+ε)×a(1-ε')×b(1-ε')
= Lab{1 + (ε-2ε') + (ε,ε'の2次の項)}
ですが,ε-2ε'=0 ,すなわちポアソン比が 0.5 のときは
歪みの1次のオーダーまで考えたときに体積変化がなくなります.
質問の
「ポアソン比0.5のときは体積が同じのはずですが」
はこういうことなのです
倍の長さに引き延ばすのは,
そもそもの線形歪みの議論の範囲をはるかに逸脱してしまいます.

普通の物質はポアソン比が 0.3 位と言われていますので,
体積は増えます.
ポアソン比が 0.5 を越えると力学的に不安定になるので,
そういうことはありえません.
また,通常ポアソン比は正ですが,負の物質もあるようです.
これだと,一方向に引き延ばせばそれと直角方向にも太くなる,
というわけです.

コインシデンス限界周波数についてはよく知りませんので
パスさせていただきます.

L×a×b の直方体(簡単のためこうしました)が,
L 方向に引っ張られたとき,
各辺の長さが L(1+ε),a(1-ε'),b(1-ε')
になったとします.
このとき,ε'/ε をポアソン比といいます.
伸びや縮みは小さいものと考えています(つまり,ε,ε' << 1).
体積は
L(1+ε)×a(1-ε')×b(1-ε')
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歪みの1次のオーダーまで考えたとき...続きを読む

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ガラスにレーザーめっき法により、めっきをしようと試みました。任意の場所にめっきができたのですが、ガラスの(荒い)断面にも銅が析出していました。どうやら、還元剤を含んだ無電解めっき液を使うと傷などの部分にも銅が析出するようなのですが、いまいちそのメカニズムがわかりません。知っている方おられましたら、ご教授お願いします。

Aベストアンサー

切断したばかりのガラスの断面(傷も含む)は、結合が切れた状態(イオンの他、一部はラジカル)になります。
これらが空気中の酸素や水などと反応してSi-OHやSi-O-O-Siなどの結合をつくります。
このうち、Si-O-O-Siのような不安定な結合は、さらに時間をおくことでより安定な形に変わっていきます。

従って、切断したばかりのガラス断面や、ついたばかりの傷の部分は、化学的にはまだ不安定な状態ということになります。
このため、不安定な系(ご質問の例では無電解メッキ槽)におかれると、反応が促進されることがあります。
(例えば、ガラス表面の不安定な結合が還元的に開裂し、これが銅イオンを還元、等 : 銅イオンの還元に対し、触媒的に働く)

また、結晶成長の理論の講義ノートなどがあったら見返してみてもらうとわかると思いますが、平面部分よりも稜線(辺)、さらに稜線よりも頂点の方が、隣接する原子が少ない(=結合が少ない)ため、上記のような不安定な結合が集中しやすくなります。

このような理由から、傷の部分や荒い断面(→凹凸の凸部は頂点に相当)で、銅が析出しやすくなったものと思います。

切断したばかりのガラスの断面(傷も含む)は、結合が切れた状態(イオンの他、一部はラジカル)になります。
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このうち、Si-O-O-Siのような不安定な結合は、さらに時間をおくことでより安定な形に変わっていきます。

従って、切断したばかりのガラス断面や、ついたばかりの傷の部分は、化学的にはまだ不安定な状態ということになります。
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