中3化学TwitterFacebookはてブLINEコピー2019.10.29中学校で学習する電気分解は塩酸(解説は→こちら←)・塩化銅水溶液(解説は→こちら←)の2つが中心です。水の電気分解も出題はされますが、詳しい原理まで問われることは珍しいです。電気分解など学校ではあまり習わないものも出題されることがあります。ここでは、さまざまな水溶液の電気分解の考え方を紹介します。電気分解というのは、水溶液に電流を通すことで物質が分解されること。(分解は、1種類の物質から2種類以上の物質ができる化学変化)電流の正体とは電子でした。(そのあたりの話は→【放電】←で解説しています。)その電子の動きをつくっているのは電源装置や電池です。よって電気分解では水溶液に電源装置をつないで、無理やり電子を動かすということが起こっています。その結果、陽極や陰極において、電子が得られたり失ったりという「電子が関係した反応」が起こることになります。電解質が溶けた水溶液に電源装置をつなぎ、スイッチをONにすると↓のように電流が流れます。電流の正体は電子です。電流の流れと電子の流れは互いに逆向きでした。(中2で学習)そのため↓のように電子が動かされることになります。陽極では、液中の誰かから電子をもらいます。陰極にどんどん電子がたまっていくのです。このときたまった電子を処理するのに、液中のイオンに持っていってもらうのです。陽極では、液中の陰イオンから電子をもらいます。陰イオンは電子を失うことになります。陰イオンは原子になってしまいます。(↓の図)陰極では、液中の陽イオンが電子を持っていってくれます。陽イオンは電子を得ることになります。陽イオンは原子になります。※補足イオンは原子が変化したもの。原子は「+の電気の数=-の電気の数」となっている。原子が電子(-の電気)を失った・・・+の電気の方が多くなるので陽イオンとなる。原子が電子(-の電気)を得た・・・・-の電気の方が多くなるので陰イオンとなる。このあたりの話は→【イオンとは】←で解説しています。POINT!!電気分解の基本原理を押さえておこう!電気分解とは、電源装置によって電子を無理やり動かすことで起こる。陽極では・・・陰イオンが電子を得て、原子になる。陰極では・・・陽イオンが電子を失って、原子になる。スポンサーリンク2.電気分解で生じるものでは、陽極や陰極ではどのような物質が生じるのかを考えましょう。どのような物質が生じるかは、ある程度規則性があります。その規則性は、溶けている物質(溶質)から電離して生じるイオンによります。陰極と陽極のそれぞれについて紹介します。先述の通り、次のような反応が起こりますね。陰イオンが電子を得て、原子になる。塩化物イオンCl-が電子を失い、塩素原子Clとなります。その結果、塩素の気体Cl2が発生します。2e-(e-は電子のこと。水酸化物イオンOH-が電子を失います。その結果、酸素の気体O2が発生します。2e-3液中にCl-もOH-もない場合この場合、液中にSO42-やNO3-などがあることが多いです。これらはさまざまな原子が集まってイオンになっています。(多原子イオンという)だから重たい、そのため動きにくい。よって反応に関与しないと覚えておきましょう。陰極はだれから電子をもらうのでしょうか。電子を持っていそうなのは水しかありません。水分子H2Oが電子を失います。(水は陰イオンではないので、まさに”無理やり”引き起こしている反応です。そのため、そんなに起こりやすい反応ではありません)その結果、酸素の気体O2が発生します。2e-まとめると↓のようになります。先述の通り、次のような反応が起こりますね。陽イオンが電子を失って、原子になる。陰極では「イオン化傾向」というものが関係してきます。イオン化傾向とは「どれだけイオンになりやすいか・なりにくいか」を表します。中学では、次の8つについて覚えておくとよいでしょう。(どれも陽イオンになるものばかりです。)ちなみに高校ならば、次を覚えておく必要があります。電気分解の話にもどります。1液中に水素Hよりイオン化傾向が大きいイオンがあるときイオン化傾向が大きい=できるだけイオンのままでいたいということです。イオン化傾向の大きいイオンには何も起こりません。一方で水素イオンH+はイオン化傾向が小さい=できるだけイオンでいたくないということです。よって陰極から電子を得て、水素原子にもどります。その結果、水素の気体H2が発生します。式で書くと2H++2e-→H22液中に水素Hよりイオン化傾向が小さいイオンがあるときイオン化傾向が小さい=できるだけイオンでいたくないということです。イオンでいたくないので、原子にもどろうとします。一方で水素イオンH+は、それに比べてイオン化傾向が大きい=できるだけイオンのままでいたいということです。よって水素イオンH+には何も起こりません。したがってイオン化傾向の小さなイオンが、陰極から電子を得て原子にもどります。銀イオンAg+ならば、陰極から電子を得て、銀原子Agになります。Ag銅イオンCu2+ならば、陰極から電子を得て、銅原子Cuになります。Cuまとめると↓のようになります。陰イオンが電子を得て、原子になる。陽イオンが電子を失って、原子になる。そのイオンが原子となる※以上の電気分解は、電極が白金や炭素のとき中学生の人にとってはやや難しいかもしれません。以上の原理を理解していると、丸暗記に頼らずにすみますし、このことを覚えていると高校でも役立ちます。ひがんばってみてください。→【沈殿が生じる中和反応】←を参考に。電離して水素イオンH+を生じる物質。・電解質であり、その水溶液は電気を通す。・BTB溶液が黄色に変化。・青色リトマス紙が赤色に変化。電気分解】このページでは塩化銅水溶液の電気分解を例に「電気分解の原理」「陽極や陰極ではどのような変化が起こっているか?」を解説しています。中3化学【電池の仕組み】このページでは「化学電池やボルタ電池のしくみ」「イオン化傾向とは?」について解説しています。コメントをキャンセルメールアドレスが公開されることはありません。コメントデータの処理方法の詳細はこちらをご覧ください。誰よりもわかりやすく解説します。@chuugakurikaこちらのオンラインショップにて教材も販売中です。1つ300円以下で、決済方法も多くお買い求めやすくなりました。LINEにて理科の勉強内容の質問や勉強方法の相談も受け付けています。ショップ情報やサイト更新情報も配信中。誰よりもわかりやすく解説します。@chuugakurikaこちらのオンラインショップにて教材も販売中です。1つ300円以下で、決済方法も多くお買い求めやすくなりました。LINEにて理科の勉強内容の質問や勉強方法の相談も受け付けています。ショップ情報やサイト更新情報も配信中。コメントありがとうございます。ご指摘の箇所、修正しておきました。_)m中1物理【圧力】Medswim2020.02.15いつも利用させていただいております。わかりやすく、私も勉強になります。分数になおしたら、の部分、単位が逆になっていると思います。コメントありがとうございます。理解してもらえてよかったです。機会がありましたらぜひご覧ください。コメントありがとうございます。理解してもらえて何よりです。受験がんばってくださいね。サイト作成者についてお問い合わせ検索タイトルとURLをコピーしました。