水性電気分解：何が、どのように、運動するか

THE 水性電解 です レドックス反応 自発的ではない それはの通過とともに発生します 電流 のソリューションを通じて イオン に溶解 水. それをよく理解するには、電気分解自体が何であるかを知ることが重要です。 ファローアップ！

も参照してください： 火成電気分解とは?

電気分解とは何ですか？それは何のためですか？

電解 は、電流の通過によって発生する化学酸化還元反応に付けられた名前です。 この反応は2つの方法で発生する可能性があります。 火成電気分解 そしてその イオン性水溶液中での電気分解. 後者は、このテキストで私たちが興味を持っているものです。

両方のタイプの電気分解にはイオンがあり、 差 つまり、最初のタイプでは、イオン性化合物は キャスト その過程で水がなく、2番目に、名前が示すように、イオン性化合物は 解散 水中で。

電気分解は、 の取得 化学元素 （お気に入り 金属, 水素, ベリリウム, 塩素、とりわけ）、 亜鉛メッキプロセス、クロムメッキやニッケルメッキなど、 電解金属精製. このトピックに興味がある場合は、次のテキストをお読みください。 電気分解の概念.

亜鉛浴における金属構造の亜鉛めっきプロセス。

水性電気分解

水性電気分解では、イオン性化合物を水に溶解します。これは、 解離またはイオン化、そのイオンを溶液に放出し、電流の通過を可能にします。 イオン性化合物から放出されるイオンに加えて、 水の自動イオン化:

H₂O→H⁺ + OH^-

電気分解を起こすには電流が必要なので、それは 非自発的プロセス。 これはまさに スタックで見られるプロセスとは反対に、これは次に、反応から得られた化学エネルギーを電気エネルギーの生成に変換します。

水性電解はどのように起こりますか

すでに述べたように、水性電解中は、 水由来イオン そしてその 溶解した化合物に由来するイオン. 塩化ナトリウムの解離の例を参照してください。

NaCl_{（ここに）} →で⁺_{（ここに）} + Cl^-_{（ここに）}

したがって、溶液には2つの陽イオンがあります（H⁺ と⁺）と2つの陰イオン（OH^- とCl^-). ただし、1つの陽イオンと1つの陰イオンのみが放電による酸化還元を受けます。 2つのうちどちらが影響を受けるかを特定するために、 優先キュー、以下に示す昇順：

- カチオン：1、2、13族の金属+

- 陰イオン：酸素と陰イオン

^- -

だから、の例のために の水溶液中での電気分解 塩化ナトリウム、Hイオンがあります⁺ とCl^- 放電が発生します。 今、私たちはします 分析する 各極で何が起こるかについて：

• 陰極 とアノード

で 陰極、電解槽の負極、 電子が電極に到達する これは、ソリューションに存在するカチオンが移動する場所です。 したがって、ここでHカチオンの放出が起こります。⁺ 次の式によると、その削減：

2時間⁺ + 2e→H_2（g）

陽極、電解槽の正極、溶液中に存在する陽イオン 電子を放電して失う. OHよりもダウンロードが優先されるため^-、Cl^- アノードに移動し、次の式に従って酸化されます。

2Cl^-_{（ここに）} →2e + Cl_2（g）

電気分解プロセスの一般式を書くことができます 各ステップの反応を合計する プロセスの：解離; 水の自己イオン化; カチオン還元; そして陰イオンの酸化。

NaCl_{（ここに）} →で⁺_{（ここに）} + Cl^-_{（ここに）}

H₂O→H⁺ + OH^-

2時間⁺ + 2e→H_2（g）

2Cl^-_{（ここに）} →2e + Cl_2（g）

方程式のバランスを取り、反応物と生成物で繰り返される項目を排除すると、次のようになります。

2NaCl_{（ここに）} + 2H₂O_{（液体。）} →2Na⁺_{（ここに）} + 2OH^-_{（ここに）} + H_2（g） + Cl_2（g）

グローバル方程式を分析すると、Naイオンはまだ溶液中にあります。⁺_{（ここに）} そしてああ^-_{（ここに）}, 苛性ソーダの形成 （NaOH）、反応の生成物の1つに加えて、 水素ガス、カソードで形成され、そして ガス 塩素、アノードで形成されます。

も参照してください：電気分解の定量的側面

解決された演習

質問01（UEG） 亜鉛メッキは、特定の部品に金属コーティングを施すことを可能にするプロセスです。 以下に示すのは、キーのニッケルメッキを可能にするように設定された実験装置です。

キーをニッケルでコーティングする過程で、Y半反応で表されるX反応が発生します。 この場合、XYペアは次のように表すことができます。

a）還元、Ni⁺ + 1e^– →Ni（s）

b）還元、Ni（s）→Ni²⁺ + 2e^–

c）酸化、Ni²⁺ + 2e^– →Ni（s）

d）酸化、Ni（s）→Ni²⁺ + 2e^–

e）還元、Ni²⁺ + 2e^– →Ni（s）

解決： 文字e」。 溶液中に存在するイオンは次のとおりです。陽イオン：Ni²⁺ およびH⁺; 陰イオン：SO₄^2- そしてああ^-. 陽イオンの場合、Ni²⁺ 放電が優先されるため、次の式に従って、カソードが還元されます。Ni²⁺ + 2e^– →Ni（s）。

質問02（FMABC-SP） 金属銅の精製に使用される次のシステムを検討してください。

このプロセスでは：

a）IIは、酸化が発生するカソードを表します。

b）IIは、還元が発生するアノードを表します。

c）Iは酸化が発生するカソードを表します。

d）Iは還元が起こるカソードを表します。

e）Iは酸化が発生するアノードを表します。

解決： 文字e」。 電気分解では、発電機の正極に接続された電極はアノードと呼ばれ、その中で、次の式に従って、アニオンは電子を失い、酸化を受けます：Cu⁰ →Cu²⁺ + 2e。

質問03（Fatec-SP） スチールリングをクロムメッキするために、学生は直流電流源を使用して、次の図に示す電解回路を組み立てました。

回路の動作中に、それが発生すると言うのは正しいです

a）アノードでの塩素ガスの放出とカソードでの金属クロムの堆積。

b）陰極での塩素ガスの放出と陽極への金属クロムの堆積。

c）アノードでの酸素ガスの放出とカソードでの金属白金の堆積。

d）アノードでの水素ガスの放出とカソードでの金属白金の腐食。

e）陰極での水素ガスの放出と陽極での金属鋼の腐食。

解決：文字a "。 溶液中に存在するイオンは次のとおりです。陽イオン：Cr³⁺ およびH⁺; 陰イオン：Cl^- そしてああ^-. 陽イオンの場合、Cr³⁺ 放電が優先されるため、次の式に従って、カソードで還元されます。Cr³⁺ + 3e^– →Cr（s）。

陰イオンの場合、Cl-が放電に優先されるため、次の式に従って、陽極で酸化されます。2Cl^-_{（ここに）} →2e + Cl_2（g）。

つまり、アノード（プラチナ部分）で塩素ガスClが放出されます。_2, そして、陰極（鋼リング）では、金属クロムの堆積。

ビクター・フェレイラ
化学の先生

ソース： ブラジルの学校- https://brasilescola.uol.com.br/quimica/eletrolise-solucao-aquosa.htm