電気分解について

塩素の電気分解で陰極では水素が発生します。水素イオンの方が水素原子より安定してい状態ならばなぜ電子をもらい、原子になろうとするのですか？よろしくお願いいたします。

質問者からの補足コメント

• ごめんなさい　塩酸の電気4分解です。塩酸とかいたつもりが・・ごめんなさい。ご指摘ありがとうございます。

    補足日時：2016/05/14 22:06

No.2 ベストアンサー 回答者： むらさめ 回答日時： 2016/05/14 22:10

塩素の電気分解ではなくて塩酸の電気分解ですね。

水素イオンH+は水素原子Hよりも特に安定している状態ではありません。
高校の化学では少ししか出てこないと思いますが、
酸性の水溶液中で水素イオンH+(むき出しの陽子)は、ヒドロニウムイオンH3O+という形で存在しています。
H+はけっして安定しているのではなく、水分子とくっついてより安定したヒドロニウムイオンになっているのです。
水分子と溶媒和を造っているとも言えますね。

しかし、電気的に考えると陽子の電荷に対して、ヒドロニウムイオンH3O+は電子が1つ足りなくて、電荷的には不安定な状態なのです。
電気分解では、このヒドロニウムイオンが陰極(カソード)にクーロン力で引き付けられて、
二つのヒドロニウムイオンのH+が、陰極から電子を受け取り水素分子H2になります。
水素原子Hになるというのは違います。

水素分子は共有結合でお互いの電子を1s軌道で共有して満たしているので、安定に存在することが出来ます。
電荷的にも陽子2個と電子2個ですからバランスが取れています。

この回答へのお礼

なるほどです。水素イオンが水素原子になったものが二つ集まって分子になるのだと思っていました。ありがとうございます。
イオン一つ一つを考えた場合、特に原子の時より安定しているというわけではないということなんですね。溶液全体で見ると安定しているということでしょうか。ありがとうございます。参考になりました。たすかりました。

お礼日時：2016/05/14 22:36

No.4 回答者： pricedown 回答日時： 2016/05/15 17:00

ご質問への回答ですが、重要なのは系全体のエネルギーを考えることです。

水素イオンと水素原子(ここは水素分子を考えるべきですよ)だけのエネルギーを考えるのではなく、ほかのイオンや電気的な点も考慮しなければなりません。この全体のエネルギー収支をうまく回すことによって、例えば水から水素ガスを製造したり、二酸化炭素から有機物を製造したりする手法が見出されています。化学は面白いですね。

この回答へのお礼

ありがとうございます。木を見て森を見ずということですね。もっと広い目で物事を見れるようにしていきたいです。助かります。ありがとうございました。

お礼日時：2016/05/15 22:02

No.3 回答者： doc_somday 回答日時： 2016/05/15 11:54

>水素イオンの方が水素原子より安定してい状態ならばなぜ電子をもらい、原子になろうとするのですか？

あなたはせっかちで文章を読み返さない、大学落ちますよ。「安定してい状態」もそれ、でも今回は無視しましょう。
>水素イオンの方が水素原子より安定してい状態ならばなぜ電子をもらい、原子になろうとする
これは根本的に誤っています。化学平衡を考えて下さい。平衡式は、
２Ｈ^+ ＋２e^- ←→ Ｈ2
これだけ見るとどう考えても右辺が有利です。だって水素分子をイオン二つと電子二つに分けるには大きなエネルギーが要る。だが水が入ると訳が分からなくなる。
２Ｈaq^+ ＋２e aq^- ←→ Ｈ2↑
一体こんなものどうやって安定度を比較するのでしょう。ただしこの場合運良く比較する必要は無い、なぜなら水素分子が系から抜けて行ってしまうからです。

この回答へのお礼

ありがとうございます。もっと慎重にものごとを運ぶように心がけます。ご指摘ありがとうございました。

お礼日時：2016/05/15 22:10

No.1 回答者： GooUserラック 回答日時： 2016/05/14 21:51

塩酸の電気分解ですか？

この回答へのお礼

ご指摘ありがとうございます。塩酸の電気分解です。

お礼日時：2016/05/14 22:07