電気分解とは何ですか？

電気分解は 非自発的化学反応 これは、電流によって引き起こされる酸化還元反応を伴います。

電気分解が行われるためには、関係する電流が連続的であり、十分な電圧を持っている必要があります。

関与するイオンがそれらが実行する動きに自由を有するために、電気分解は、融合（火成電気分解）または溶解（溶液中での電気分解）によって起こり得る。

電解アプリケーション

多くの材料と化合物は、電気分解プロセスから生成されます。たとえば、次のとおりです。

• アルミニウムと 銅
• 水素 そして 塩素 シリンダー内
• コスチュームジュエリー（亜鉛メッキプロセス）
• 圧力鍋
• マグネシウムホイール（車のホイールキャップ）。

電気分解の法則

電気分解の法則は、英国の物理学者で化学者のMichael de Faraday（1791-1867）によって開発されました。 両方の法則は、電気分解の定量的側面を支配します。

THE 電気分解の第一法則 次のステートメントがあります。

“電解プロセス中に堆積する要素の質量は、電解槽を通過する電気の量に正比例します”.

Q = i。 t

どこ、

Q：電荷（C）
私：電流強度（A）
t：電流の通過時間間隔（s）

THE 電気分解の第二法則 次のステートメントがあります。

“さまざまな元素の質量は、電気分解中に同じ量の電気で堆積した場合、それらの化学当量に正比例します。”.

M = K。 そして

どこ、

M：物質の質量
K：比例定数
そして：物質のグラム当量

記事で詳細をご覧ください： ファラデー定数.

分類

電気分解プロセスは、溶融または溶解によって発生する可能性があります。

火成電気分解

火成電気分解とは、溶融電解質から、つまり次のプロセスによって処理される電気分解です。 融合.

例として、NaCl（塩化ナトリウム）を使用してみましょう。 物質を808°Cに加熱すると、融合してイオンが存在します（Na⁺ とCl^-）液体状態での移動の自由度が高まりました。

いつ 電流 電解槽、Naカチオンに渡されます⁺ それらは陰極と呼ばれる負極に引き付けられます。 すでにClの陰イオン^-、は正極または陽極に引き付けられます。

Naの場合⁺ Cl中に還元反応が起こる^-、の反応があります 酸化.

火成NaCl電解のスキーム

水性電気分解

水性電解では、使用されるイオン化溶媒は水です。 水溶液では、電気分解は逆電極またはアクティブ（または反応性）電極を使用して実行できます。

不活性電極：溶液中の水は次の式に従ってイオン化します。

H₂O↔H⁺ + OH^-

とともに 解離 私たちが持っているNaClの：

NaCl→Na⁺ + Cl^-

したがって、Hカチオン⁺ と⁺ OH陰イオンが負極で放電することができます^- とCl^- 正極で放電することができます。

NaCl水性電解スキーム

陽イオンでは還元反応（陰極還元）があり、陰イオンでは酸化反応（陽極酸化）があります。

したがって、電気分解反応があります。

2 NaCl + 2 H₂O→2In⁺ + 2 OH^- + H₂ + Cl₂

このことから、NaOH分子は溶液中に残っているが、H₂ 負極とClで放出されます₂、正極に。

このプロセスにより、同等の方程式が得られます。

2 NaCl + 2 H₂O→2NaOH + H₂ + Cl₂

活性電極：この場合、アクティブ電極は電気分解に関与しますが、腐食します。

例として、硫酸銅（CuSO）の水溶液で電気分解を行います。₄):
CUSO₄ →Cu₂ + OS ^2-₄
H₂O→H⁺ + OH^-

CuSO水性電解スキーム₄

この場合、銅アノードは腐食します：

お尻⁰ →Cu²⁺ + 2e^-

これは、電極の標準電位によれば、電流がCuから電子を除去するのに時間がかかるためです。⁰ OSより ^2-₄ またはああから^-.

したがって、負極では、次の電気分解反応が発生します。

2e^- + Cu²⁺ →Cu

正極には、電気分解反応があります。

Cu→Cu²⁺ + 2e^-

最後に、2つの電気分解方程式を追加すると、結果としてゼロになります。

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• 酸化還元反応

バッテリーと電気分解

電気分解は、バッテリーの逆現象に基づいています。 電気分解では、バッテリーで発生するように、プロセスは自発的ではありません。 言い換えれば、電気分解は電気エネルギーを化学エネルギーに変換し、セルは化学エネルギーから電気エネルギーを生成します。

についてもっと知る 電気化学.

演習

1. （Ulbra-RS）金属カリウムは、塩化カリウムの火成電気分解によって生成されます。 そのステートメントから、正しい選択肢にチェックマークを付けます。

a）電気分解は、電流によって動機付けられた酸化還元および還元反応を伴うプロセスです。
b）塩化カリウムの火成電気分解は室温で行われます。
c）カリウムは自然界に還元型（K⁰).
d）電気分解反応は、紫外線の助けを借りて起こる反応です。
e）塩化カリウムの電気分解の過程で、金属カリウムを得るために、カリウムから塩素への電子の移動が起こります。

回答を参照してください

の代替

2. （UFRGS-RS）電解セルのカソードには、常に次のものがあります。

a）金属の堆積。
b）還元半反応。
c）電流の生成。
d）水素ガスの放出。
e）化学的腐食。

回答を参照してください

代替案b

3. （Unifor-CE）次の提案は電気分解に関連しています。

私。 電気分解反応は、電気エネルギーの消費とともに発生します。
II。 ブドウ糖水溶液は電流が流れないため、電気分解できません。
III。 食塩水の電気分解では、金属カチオンが酸化されます。

私たちはそれだけを言うことができます：

a）私は正しいです。
b）IIは正しい。
c）IIIは正しい。
d）IとIIは正しい。
e）IIとIIIは正しい。

回答を参照してください

代替案

4. （FEI-SP）2人の化学の学生がBaCl電解を実行しました₂; 最初は水っぽく、2番目は燃える。 結果に関しては、両方とも得られたと言えます。

a）H₂ それは₂ アノードで。
b）H₂ アノードのBa。
c）Cl₂ 電極上のBa。
d）H₂ 陰極で。
e）Cl₂ アノードで。

回答を参照してください

代替および

5. （Vunesp） "化学のないプール」は水処理に関する広告です。 しかし、処理は塩化ナトリウムを水に加えてこれを通過させることからなることが知られています リード線に接続された銅と白金の電極を備えた容器を通る水 車。

a）この情報に基づいて、広告メッセージが正しいかどうかを話し合います
b）不活性電極を考慮して、前の答えを正当化する関連する反応の方程式を書きます。

回答を参照してください

a）化学製品の形成があるため、広告メッセージは正しくありません。
b）2 NaCl + 2H₂O→2NaOH + H₂ + Cl₂ （塩素を生成する反応、プールの水の処理に役立ちます）
2 NaOH + Cl₂ →NaCl + NaClO + H₂O（強力な殺菌剤であるNaClOを形成する反応）