イオンを乾燥させたらどうなりますか？

例えば、ZnSO4、これを水に溶かすと、Zn2＋　と　SO42-　のイオンに電離すると思います。
この状態で、電極を突っ込み、直流電流を掛けます。
そうすると陰極側には、Zn2+イオンが、陽極にはSO42-イオンが物理的に移動すると思います。
この状態で極にすぐそばの溶液をそれぞれ、スポイトで蒸発皿に取ります。
そうして、それぞれ熱すると、一体何になるのでしょうか？

また、イオンの固体というのは想像できませんから、酸化物や気体になってしまうと思いますが、このとき、高度な絶縁された環境や真空など様々な環境を作り、イオンを反応させないように、加熱して水分を飛ばすとどうなるのでしょうか？

陰極の場合、
Zn2+、H+、H2Oが溶液中には多いと想像しています。

Zn2+　+　H2O → ZnO + 2H+
また、溶液中にはH+イオンが多い
普通に考えると、酸化亜鉛が残りそうですが、反応式でも、2つの水素イオンが余ってしまい、実際の溶液中でもH+イオンがありますので、一体、このH+たちはどうなるのでしょうか？
また、この状態では反応式が完結しません・・・

どなたか教えていただけば幸いです。
宜しくお願い致します。

No.3 回答者： NiPdPt 回答日時： 2012/01/06 12:34

よくある話として、それぞれの極の付近が酸性になったりアルカリ性になったりと言うのがでてきます。

それはつまり、H+やOH-が多くなっているということです。
基本的にイオンというのは対になっています。陽イオンがあればそれと対になる陰イオンがあります。
あなたはZn2+の対イオンを考えておられません。それがSO4^2-であれば元のままですが、酸性とかアルカリ性になるということは、少なくとも電極の近くではH+やOH-が存在するということです。だとすればZn2+があれば近くにOH-も存在し、SO4^2-があればH+も存在することになります。それらの組み合わせを考えれば疑問は解決するんじゃないですか。

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます。

確か言われてみれば、PH試験紙が変わりますのでそうですね！

それでも、電極面を上手にはぎ取るように、ナノレベルのスポイトで取れば、膨大な量の亜鉛イオン原子がありますので、原子数個くらいなら対ではなく、離れた状態で取れないものなのでしょうか？

または、電極の間を、原子1つ分程度に狭め、電圧を掛け、そのまま電極を引き離した場合はどの様になりますか？

または、膨大なエネルギーを掛け（どの程度か想像が付きませんが）、両極を引き離し（離すときに膨大なエネルギーが必要？）、そのまま蒸発乾固させるとどうなりますかね？

お礼日時：2012/01/08 12:43

No.2 回答者： doc_sunday 回答日時： 2012/01/06 09:48

＃１です。

>電極に向かってもやのような物（濃度変化？）が起こったように見えた

それが「拡散」です。

>Wikipediaなどで勉強するのに適したワード

「電気二重層」などでしょう。↓
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E6%B0%97% …
http://en.wikipedia.org/wiki/Double_layer_(inter …

>原子数個分の話かもしれませんが、仮に、イオンをそのまま、スポイトですくえてしまいそうですが、これを質問でも書いたような感じで、非常に理想的な状態で蒸発乾固させた場合、どの様になりますでしょうか？

これはちょっと考えるとできそうに思えますが、その部分は電気的に極端に大きなエネルギーを持ってしまうので、元の溶液から引きはがすとき莫大な力が必要になります。

この回答へのお礼

補足頂きありがとうございます。
拡散による濃度変化によってもやが見えていたのですね。
とてもよく分かりました！！

しつこいようですが、それでも、電極面を上手にスポイトで取れば、膨大な量の亜鉛イオン原子がありますので、原子数個くらいなら対ではなく、離れた状態で取れないものなのでしょうか？

または、電極の間を、原子1つ分程度に狭め、電圧を掛け、そのまま電極を引き離した場合はどの様になりますか？

または、膨大なエネルギーを掛け（どの程度か想像が付きませんが）、両極を引き離し（離すときに膨大なエネルギーが必要？）、そのまま蒸発乾固させるとどうなりますかね？

お礼日時：2012/01/08 12:38

No.1 回答者： doc_sunday 回答日時： 2012/01/05 21:28

>そうすると陰極側には、Zn2+イオンが、陽極にはSO42-イオンが物理的に移動する

残念ながら「移動しません」。
イオンの濃度が有意味に変化するのは電極から分子の大きさの数個分以下の範囲だけで、それ以外のイオンの移動は「拡散」のみによって起きます。

ですから、
>この状態で極にすぐそばの溶液をそれぞれ、スポイトで蒸発皿に取り

というのは無理です。

>イオンの固体

いつも「対イオン」がありますので、ただの結晶しかとれません。

この回答へのお礼

回答いただきありがとうございます！
そうなると、メッキの実験をした場合、電極に向かってもやのような物（濃度変化？）が起こったように見えたのですがこれは一体何と考えられますか？
また、電極を平行に挟んだ場合、メッキ実験をしたときの記憶では、より電力に近い側が早くメッキされた記憶があります。これも、不思議に思っています。単純に電気抵抗の関係でしょうか？
また、
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E8%A7%A3% …
や、アルカリイオン水（電解による）についても、常に、何らかの対になるイオンが近くにあると言うことでしょうか？
ただ、電気をかけると、イオンが、陰極、陽極に何となく分かれるイメージがあるのですが、
＞イオンの濃度が有意味に変化するのは電極から分子の大きさの数個分以下の範囲だけで、
のよく分かる化学的なお話などはありますでしょうか？Wikipediaなどで勉強するのに適したワードでも教えていただければ幸いです。
また、これは、特種な方法（イオンを通すような特種な膜）で仕切っても、同じでしょうか？

また、原子数個分の話かもしれませんが、仮に、イオンをそのまま、スポイトですくえてしまいそうですが、これを質問でも書いたような感じで、非常に理想的な状態で蒸発乾固させた場合、どの様になりますでしょうか？

お礼日時：2012/01/05 23:36