痔になりやすい生活習慣とは?

水の電気分解をする際に水酸化ナトリウムを
溶かすと習ったのですが、
これでは、水酸化ナトリウムの電気分解に
なってませんか?

質問者からの補足コメント

  • 書き間違えました。
    水酸化ナトリウム→水酸化ナトリウム水溶液
    と考えてください。

      補足日時:2016/04/12 00:15

A 回答 (5件)

はい、ご指摘の通り、水酸化ナトリウムの水溶液の電気分解では、完全な水の電気分解とは言えません。



陽極では陰イオンの水酸化物イオンが電気分解され酸素と水とになり、それで生じる電子が陽極へと渡されます。
陰極では陽イオンのナトリウムイオンが電気分解されてナトリウムにな……ることはありません。
ナトリウムイオンが電気分解されてナトリウムになる反応よりも、水が電気分解されて水素が発生する反応のほうがはるかに起こりやすいためです。

ということで、陰極での反応はまさしく水ですが、陽極で分解されるのは水酸化物イオンとなり、厳密な水の電気分解とはなりません。
ただし、電気分解生成物を見れば水が分解されたのと同じですね。

陽極・陰極とも水の電気分解にしようと思えば、硫酸ナトリウムや硝酸ナトリウムの水溶液の電気分解が考えられます。
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操作としては水酸化ナトリウム水溶液の電気分解です。


しかし、実際に電気分解を受けるのは水だけですので、電気分解されているのは水であり、水酸化ナトリウムは変化しません。すなわち、水酸化ナトリウムは触媒として作用しているようなものです。
様々な化学反応の呼称として、触媒として使われるものを省略するのはよくあることです。
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いいえあくまで水の電気分解です。


水は純粋だと、わずかしか電離しませんが、塩など電解質が溶解すると電離します。
2H₂O ⇔ 2H₃O⁺ + O²⁻  10⁻¹⁴ = 1/100000000000000
ここに電解質が加わると
NaOH ⇔ Na⁺ + OH⁻
 となりますが、実際には、Na⁺の周囲には水分子が配位して集団となっている。OH⁻も同様。

陰極周囲では、「Na⁺とその仲間たち」が電子を受け取り、H₂が発生する。
 金属ナトリウムが水と反応して水素が発生すると考えてもよいが実際に金属ナトリウムは全く発生していない。

結果的に、水が電気分解している。

水酸化ナトリウムは危険なので硫酸ナトリウムを使いましょう。
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>水酸化ナトリウムの電気分解


水溶液ですが、少し考えれば分かります。陰極にはナトリウムが生じますが、ナトリウムは水と反応し水素を発生してナトリウムイオンに戻ってしまいます。実際にはもっと面倒だが美しい事が起きているのですが理解して頂けないでしょう。
なお高温で水酸化ナトリウムを熔融し直接電気分解する事も可能で、ナトリウムが得られます。
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水酸化ナトリウム【溶液】の電気分解だね。



水酸化ナトリウムそのものは電気分解できない。
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どうやらこれはイオンが関係しているようですが少し難しいです。
(塾でちょろっと言っていたのですが、忘れてしまいました。)
どなたか分かりやすく教えていただけませんか?

Aベストアンサー

>水は電気を通しにくいので水酸化ナトリウムを入れる
というのは中学生が勉強するときに使う「方便」だと思ってください。
まあ、あまり間違いとも言い切れないのですが。

で、本題です。
起こしたい反応は水の電気分解ですから、それ以外の物が分解される物質を加えてはいけません。
塩化ナトリウムは水溶液中でNa^+とCl^-に分かれます。
このうちCl^-は陽極で分解され、塩素ガスCl2を発生します。
この反応は水が陽極で分解されるよりも優先して起こるため、
水の電気分解の時の電解質としては不向きです。
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むしろ、水酸化ナトリウムを使うよりも中性であるぶん、
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上式はよくみますと、水酸化ナトリウムの電解反応であって、結果的に次のように電気分解されたことになります。
2H2O → O2↑ + 2H2↑

硫酸の場合も同じく、ほぼ全てイオンに解離しています。
H2SO4 → 2H+ + SO4 2-
陽極  4OH- → 2H2O + O2↑ + 4e-
陰極  2H+ + 2e-→ H2↑

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HCl → H+ + Cl- 
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★ご回答は、中学2年生でもわかる程度で、できるだけわかりやすく教えていただきたいと思います。まだ、イオンとかは習っていません(分解のところだけです)。


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頭に「スーパーのお惣菜パック」を思い浮かべてください。
厳密な説明をするとおそらく理解しきれないでしょうから、今はあなたの疑問を解消するための説明をします。

Ag2O とは「Ag 2個とO 1個がパックになっている」という意味です。
(基本的に、小さな数字は「その直前に書いてある原子」が何個あるのか、を表します)
で、前に書いてある大きな数字は「そのパックが何個あるのか」を表すので、あなたの書いてあるように2(Ag2O)という解釈であっているのですよ。

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4Ag →ばらばらのAgを4個もってきた状態
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Agは2個いりとか4個いりとかいうパックを作れませんから
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蛇足になるのかもしれませんが
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パックの中身は決まっているのです。勝手に変えることはできません。
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中学2年生だということを考慮して、例を出して説明します。
頭に「スーパーのお惣菜パック」を思い浮かべてください。
厳密な説明をするとおそらく理解しきれないでしょうから、今はあなたの疑問を解消するための説明をします。

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(基本的に、小さな数字は「その直前に書いてある原子」が何個あるのか、を表します)
で、前に書いてある大きな数字は「そのパックが何個あるのか」を表すので、あなたの書いてあるように2(Ag2O)という...続きを読む

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