電気分解と電子 イオンってなんだろう？ マグネシウム原子がイオンになるためには・・・ Mg ＋１２ Mg ＋１２ ２＋ だから、Mg さて、塩化銅水溶液に電流を流すとどうなるか？ 陰極で起こった反応は・・・ ＋ ２＋ Ｃｕ － ＋ ２ｅ → Ｃｕ 銅イオン１個を銅に戻すためには、電子は2個必要 銅イオン１ｍｏｌを銅に戻すためには、電子は2ｍｏｌ必要 これさえわかっていれば、電気分解 恐るに足らず！ 問題 銅０．５０ｍｏｌを銅に戻すために必要な電子は何ｍｏｌか？ ＋ Ａ． １．０ｍｏｌ では、次の質問 銅０．５０ｍｏｌを銅に戻すためには何〔Ｃ〕の電気量が必要か？ また、この電気量は１．０Ａの電流を何秒間流せば得られるか？ わからないのはここだ！ 電子の個数とイオンの個数の関係はわかるが、 電気量ｏｒ電流とイオンの個数の関係はわかりづらい！ 電子の個数と電気量の関係を関連付ければいいのでは？ 電子１個の電気量は －19 －１．６×１０ 〔Ｃ〕 これを電気素量といい、 これ以下の大きさの電荷は存在しない！ じゃあ、電子１ｍｏｌの電気量って全部でどのぐらい？ －19 －１．６×１０ 電子１個が 〔Ｃ〕 なのだから －19 23 －１．６×１０ ×６．０×１０ 〔Ｃ〕 電子１ｍｏｌでは つまり９６０００〔Ｃ〕 端数をきらなければ ９６５００〔Ｃ〕 電子１ｍｏｌの電気量を １ファラデー とし、 １〔Ｆ〕＝９６５００〔Ｃ〕 なのである。 問 銅イオン０．５０ｍｏｌを銅に戻すために必要な電気量は何〔Ｃ〕か？ 銅イオン１ｍｏｌを銅に戻すために電子は２ｍｏｌ必要 ＋ 銅イオン0.50ｍｏｌを銅に戻すために電子は１ｍｏｌ必要 電子１ｍｏｌの電気量は９６５００〔Ｃ〕 つまり、 Ａ. ９６５００〔Ｃ〕 電気量と電流の関係 ところで、１．０〔Ａ〕ってどのぐらいの電気なの？ これは、 １〔Ｃ〕 １〔Ｃ〕 ０秒 １秒 １．０〔Ｃ〕の電気量を１．０秒間に運ぶ電気の流れを １．０〔Ａ〕 と定義している！ じゃあ、この場合は何〔Ａ〕？ ２〔Ｃ〕 ２〔Ｃ〕 ０秒 １秒 答え： １〔Ｃ〕 ２．０〔Ａ〕 １〔Ｃ〕 ０秒 0.5秒 答え： ２．０〔Ａ〕 つまり、電流の強さＩは電気量の大きさＱに比例 電流の強さＩは時間ｔに反比例 Ｑ Ｉ＝ t つまり、 Ｑ=Iｔ クーロンはそれ（Ｉｔ）と覚えてくださ い。 問 銅イオン0.50ｍｏｌを電気分解するためには、1.0〔Ａ〕の電流を 何時間何分何秒流す必要があるか？ ①銅イオン0.50ｍｏｌを銅に戻すために必要な電子は 1.0ｍｏｌ ②1.0ｍｏｌの電子の電気量は ９６５００〔Ｃ〕 ③1.0〔Ａ〕の電流で９６５００〔Ｃ〕の電荷を運ぶには ④９６５００〔秒〕は ９６５００〔秒〕かかる ２６時間４８分２０秒 白金板を電極として、硫酸銅（Ⅱ）水溶液を、0.50Aの電流で９６．５分 間、電気分解した。陰極で析出する銅の質量〔ｇ〕と陽極で発生する酸 素の標準状態での体積はいくつか？Cu＝６４ （00ｾﾝﾀｰ試験） ２＋ Cu ２－ SO４ 白金板を電極として、硫酸銅（Ⅱ）水溶液を、0.50Aの電流で９６．５分 間、電気分解した。陰極で析出する銅の質量〔ｇ〕と陽極で発生する酸 素の標準状態での体積はいくつか？Cu＝６４ （00ｾﾝﾀｰ試験） ＜96.5分間に流れた電子のｍｏｌを求める＞ ９６．５分＝ ９６．５×６０ 秒 0.50Ａの電流は1秒に0.50Ｃの電気量を運ぶ！ よって、0.50Ａの電流は96.5×60秒の間に 0.50×96.5×60＝2895 Ｃの電気量を運ぶ！ 電子1ｍｏｌの電気量が96500Ｃだから、２８９５Ｃの電子は １（ｍｏｌ）：96500（Ｃ）＝χ（ｍｏｌ）：２８９５ χ＝0.030ｍｏｌ 白金板を電極として、硫酸銅（Ⅱ）水溶液を、0.50Aの電流で９６．５分 間、電気分解した。陰極で析出する銅の質量〔ｇ〕と陽極で発生する酸 素の標準状態での体積はいくつか？Cu＝６４ （00ｾﾝﾀｰ試験） ＜陰極での反応＞ 銅イオン1ｍｏｌが銅１ｍｏｌ に戻るためには電子が ２ｍｏｌ必要！ 0.030ｍｏｌの電子では銅ｲｵﾝは 0.015ｍｏｌ銅に戻る 0.015ｍｏｌの銅は 2+ Cu が電子2 個をもらって 0.015×64＝0.96〔ｇ〕 Cuに戻る ー Ｃｕ ＋ ２ｅ → Ｃｕ 2+ 答え：銅0.96〔ｇ〕 白金板を電極として、硫酸銅（Ⅱ）水溶液を、0.50Aの電流で９６．５分 間、電気分解した。陰極で析出する銅の質量〔ｇ〕と陽極で発生する酸 素の標準状態での体積はいくつか？Cu＝６４ （00ｾﾝﾀｰ試験） ＜陽極での反応＞ Ｏ Ｈ Ｏ Ｏ Ｈ Ｈ Ｏ Ｈ Ｏ Ｈ Ｏ Ｈ Ｏ Ｈ Ｏ Ｈ ４ＯＨ － Ｏ Ｈ Ｈ → ２Ｈ２Ｏ ＋ Ｏ２ ＋４ｅ － ４ＯＨ － → ２Ｈ２Ｏ ＋ Ｏ２ ＋４ｅ － 電子を４個出すと、酸素が１分子できる！ 電子を４ｍｏｌ出すと、酸素が１ｍｏｌできる！ 電子を0.030ｍｏｌ出すと、酸素は 0.030÷４＝0.0075ｍｏｌだけ出る！ 0.0075ｍｏｌの酸素は標準状態で ２２．４×0.0075＝０．１６８〔㍑〕 答え：酸素 ０．１６８〔㍑〕
© Copyright 2024 ExpyDoc
