電解質溶液に、白金電極を用いて電気を流す実験を行いました。電圧を0.1Vずつあげていって、その時の電流のあたいを測るものなのですが、電解質溶液として
塩酸、硫酸、水酸化ナトリウム、硫酸銅水溶液、硫酸ニッケル、硫酸亜鉛を用いました。(全て1Nで250mlつくり、そのうちの50mlを使いました)
このとき、電流が流れるあたいに違いが出ることについては、どこに観点を置いて調べればいいんでしょうか??

また、硫酸銅は、濃度を1/2と1/4に薄めて実験を行ったのですが、流れる電流の値も小さくなりました。その理由はなんて説明したらいいのでしょうか?

色々質問しましたが、どれか一つでもお答えいただければありがたいです。よろしくお願いします。

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A 回答 (4件)

各種水溶液を「抵抗体」と考えて、濃度や温度における抵抗から、流れる電流を考慮する考え方は、下のNo.3の方のご説明でよろしいかと思います。



ご質問の意図をもう少し深く考えるなら、電極反応(電気分解時の電極上で起こる酸化還元反応)を考慮する必要があります。
塩酸を白金電極で電解する場合、【理論的には】陽極から塩素ガスが、陰極から水素ガスが発生します。
硫酸,NaOHであれば、陽極=酸素。陰極=水素。
硫酸銅水溶液なら、陽極=酸素。陰極=金属銅の電析(ただし、水溶液中の銅イオンがなくなるまで)
硫酸ニッケルと硫酸亜鉛については、陽極=酸素は変わりませんが、陰極反応はちょっとわからないですね。
恐らくニッケルは析出するでしょうが、亜鉛は析出しないかな?するかもしれません。

これはあくまでも理論的に起こり得る反応の結果を列記したもので、実際に1Nの濃度そのときの液温において、理論どおりに反応が起こる訳ではありません。

酸素発生・水素発生の白金上での過電圧,各電極素反応の電位=理論電解電圧,電流密度といったキーワードで調べるとよいかと思います。

電解槽電圧(Volt)=理論電解電圧+過電圧+溶液抵抗

電源と電圧計に表示される「ボルト」と、電極反応の電位「ボルト」とを混合されませんよう。

★純水の理論電解電圧=1.229V
でも、実際に純水に1.23Vの電圧をかけると???
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます!!!!
先生に質問してみた時の答えとほぼ同じです。
すごいですね!!
先生がいっていたことと、takeruhmさんが回答してくださって理解がさらに深まりました!!
本当にありがとうございました!

お礼日時:2003/11/06 19:57

>私の質問に関係があるということですか?


化学便覧 基礎編
10.5 電解質
私の手持ちが1975年番で.1180ページ参照。

電気化学反応が電流の大きさを制御している状態
溶液中のぶしつの移動(静電引力による)が電流の大きさを制御している状態
同静電引力以外の移動が電流の大きさを制御している状態
の3種類があります。

1cm立方体の向かい合う2面を電極とした場合で
温度が25度Cの場合の
抵抗値の逆数が「導電率」と呼びます。
通常.1cm平方の電極を作るのが困難なので.既知の電解質溶液から導電率を求めます。このときに使う定数が「セル定数」です。

「等量導電率」は.電解質の濃度が1モル/リットルの時の値です(単位を見れば.希釈による電流の減少が説明つくはず)。
電解質は原則としてすべてが解離しているわけではないので.ある程度以上高濃度になると流れにくくなったり.ある程度以下の濃度になると水酸化物錯体を形成する(ぶしつによる違い)ために金属イオン濃度が減少して.電流が流れにくくなります(線形からずれている場合はこれで説明がつく)。

これが.ぶしつによる違いと濃度による違いです。

調べる内容は
錯生成
イオン化
活量
あたりでしょう。
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>物理化学の


より大学生と見当はつくのですが
>いまいち理解できません
より.どの程度の説明が可能か.がわかりません。
以下の言葉の中でわからない言葉をお知らせください
電解質
導電率
比抵抗
モル導電率
等量導電率
イオン導電率
拡散
なお.全部わからないのであれば.私のつたない説明よりも.電気化学の講義を聴いたほうが早いので.教授を襲って個人授業を受けたほうが良いでしょう。

この回答への補足

補足致します。
私は大学生ではなく高専生で、電気科ではなく物質科なので、それらの本を読んでも深く理解することは出来ません。ですが、物理化学的に説明していただくのであれば多少理解できるような気がするのですが・・・。
それらの言葉を挙げるということは、私の質問に関係があるということですか??

補足日時:2003/11/03 11:37
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電気化学関係書籍で


輸率
あたりを読めば見当つくでしょう

この回答への補足

輸率ですか・・・一応読んでみたのですが、いまいち理解できません。物理化学の教科書の電解質溶液の分野も読んでみたのですが。。。

補足日時:2003/11/02 19:02
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実験で安息香酸の分配比を求めることをしました。
安息香酸は有機相では2量体を形成していることはわかりました。実験では、安息香酸の濃度が濃くなると分配比の値は大きくなりました。しかし、濃度が濃くなると2量体を形成しやすくなるため、分配比の値は小さくなるのではないのでしょうか?
また分配比とpHの関係について教えてください。
お願いします。

Aベストアンサー

要は化学平衡の問題です。
分配比とは有機相にいる安息香酸達と水相にいる安息香酸達の濃度比をあらわしています。ここで「達」としたのは、有機相は2量体+1量体、水相は1量体+一価の安息香酸イオン+二価の安息香酸イオンとなるからです。
安息香酸は二価のイオンなのでH2Aとすると、平衡式は以下の様になります。(添え字、aは水相、oは有機相)

(有機相)
2(H2A)o⇔(H2A)2o(2量体)・・・(1)

(有機相から水相)
(H2A)a⇔(H2A)o      ・・・(2)

(水相)
(H2A)a⇔(HA-)a+(H+)a   ・・・(3)
(HA-)a⇔(A-)a+(H+)a   ・・・(4)

つまり、(2)の式の平衡がどちら側に傾くかが問題で、安息香酸がより2量体を形成すると、(1)の式の平衡が右側に偏ることになり、(H2A)oの濃度が減るためそれを補おうと(2)式の平衡が右側により、結果として有機相に含まれる割合が増加=分配比が大きくなったと考えられます。

次に分配比とpHの関係ですが、導出は面倒なので結果の式を書くと、
D=Kd/(1+Ka/[H+]a)(Kd:分配係数、Ka:酸解離定数)
となります。でもおそらく質問の意図は、定性的なpHの増減と分配比の増減の関係でしょうね。上記平衡式の(3)、(4)を見れば自ずと明らかになると思うので考えてみてください。
長々と失礼しました。

要は化学平衡の問題です。
分配比とは有機相にいる安息香酸達と水相にいる安息香酸達の濃度比をあらわしています。ここで「達」としたのは、有機相は2量体+1量体、水相は1量体+一価の安息香酸イオン+二価の安息香酸イオンとなるからです。
安息香酸は二価のイオンなのでH2Aとすると、平衡式は以下の様になります。(添え字、aは水相、oは有機相)

(有機相)
2(H2A)o⇔(H2A)2o(2量体)・・・(1)

(有機相から水相)
(H2A)a⇔(H2A)o      ・・・(2)

(水相)
(H2A)a⇔(HA-)a+(H+)a   ...続きを読む

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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、
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共沸について以前回答したことがあるので、それを転載させて戴きます(但し、一部変更)
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1662272

   ~~~~~~~~~~~~~~

「沸騰」は、「その液体の蒸気圧が、まわりの圧力(大気圧など)よりも大きくなることで、液体の表面以外からも気体になる現象」です。

つまり、大気圧下での水の場合、100℃では1気圧を超えるため沸騰し、それより低温では1気圧に満たないので蒸発しかしない、ということになります。
(蒸気圧が0だと、蒸発もしないことになります)

一方、水以外の液体も、水と同様に蒸気圧を持っています。
その液体が水と混和した場合、その混合液は「水の蒸気圧」と「もう一方の液体の蒸気圧」を持つことになります。

ここで、仮に90℃において、水の蒸気圧が0.9気圧、もう一方の液体(A)の蒸気圧が0.1気圧だったとします。
すると、両方の合計は1気圧となるため、この混合液は「水:液体(A)=9:1」の比率の混合気体として沸騰することが可能になるのです。

このように、一般的な「共沸」では「混合液体のそれぞれの蒸気圧の和(合計)が周りの圧力を上回った」場合に起こる現象なので、それぞれの沸点よりも低い温度に「共沸点」を持つことになります。

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%92%B8%E7%95%99

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   ~~~~~~~~~~~~~~

「沸騰」は、「その液体の蒸気圧が、まわりの圧力(大気圧など)よりも大きくなることで、液体の表面以外からも気体になる現象」です。

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どなたかよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

モール塩中の鉄の総量とFe(II)の量とから、
Fe(II)とFe(III)の量の比を求めるのではないでしょうか。
純粋なモール塩中の鉄は全て2価のはずなので、
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