食塩水の電気分解 例題 72 右図のような装置を用いて, 2.0Aの電流を80分 25 秒間流して飽和食塩水の電気分解を行った。 ファ ラデー定数F = 9.65 × 10'℃/mol として,次の問い に答えよ。 (1) 陽極で発生する気体の物質量は何mol か。 陰極付近で生成した水酸化ナトリウムの物質量 は何mol か。 考え方 〈電気分解の計算のポイント〉 ① 電気量 [C] =電流 [A] × 時間 [秒] で求め た電気量〔C〕 を, ファラデー定数を使って, 電子の物質量 〔mol] に変換する。 ② 各電極の反応式を書き, 係数比を使って 物質の変化量 〔mol] を求める。 (1) 流れた電気量Qは, Q = 2.0 × ( 80 x 60 + 25) = 9650[C] ファラデー定数F = 9.65 × 10°C/mol より反応した電子の物質量は, 9650 C 0.10[mol] 9.65 x 10°C/mol 4990 例題 73 硫酸銅(ⅡI)水溶液の電気分解 銅板を電極として, 1.0mol/Lの硫酸銅(ⅡI)水溶液 500mL を, 1.5Aの電流で1時間,電気分解を行った。 次の問いに答えよ。 (1) 流れた電気量は何Cか。 (2) 電気分解後の硫酸銅(ⅡI)水溶液は何mol/Lか。 考え方 陽極が白金・炭素電極の場合は,陰 イオンが酸化される。 しかし, SO は水溶 液中では酸化されず、代わりに, 水分子が酸 化されて酸素が発生する。 2H2O → O2 + 4H + + [40_ ABL OF 1 気体 上 隔膜 Nathl 飽和食塩水 Fe NaCl水として 使わ 陽極では,陰イオン CI が酸化される 2Cl → Cl2 + 2e 電子2molが反応すると, Clelmolが 生するから, Cl の発生量は, 0.10x/1/2=0.050[mol] (2) 陰極ではイオン化傾向の大きい Na は 還元されず､代わりに水分子が還元される。 2H2O + 2e →H2 + 2OHT 電子2molが反応すると, Halmolが発 生するとともに, OH 2molが生成するか ら, NaOH の生成量は 0.10mol。 de tight 解答 (1) 0.050mol 0.10mol/ 陰極ではH生い方が イオン化神 +11/1 Cul UT + Cusa A (2) 陽極が銅の場合、 陰イオンの酸化は らず、銅電極が酸化されて溶解する。 Cu-Cu2+ + 2e ① 一方,陰極ではイオン化傾向の小さい が析出する。 iCu 9