電気分解

酸化還元シリーズの最終章の電気分解に進みました。 酸化と還元の用語と仕組みについての理解も徐々に深まり自信を持ち始めていましたが、電気分解で砕かれてしまいました。

電池の正極(+)とつながるのが電気分解の陽極(+)、電池の負極(ー)とつながるのが電気分解の陰極(ー)。ここまでは大丈夫。

電池の正極は外部回路から電子を受け取る酸化剤(自らは還元される)。電池で一生懸命理解に努めてきた部分です。電気分解では陽極から電子がやってきます。ここもなんとかクリア(油断するとすぐ混乱しますが)。

アノードとカソードは電子の流れ。
カソードが還元反応(電子の消費)。
正負、陰陽、+/ー、Positive/Negativeは電位の高低。
したがって二次電池の放電と充電ではアノードとカソードが入れ替わります。

電気分解の陽極と陰極の反応パターンは難しいです。

陽極は電極の種類に着目。Au, Pt, Cは酸化されず、溶液中のハロゲン(ハロゲンが生じる)か水が酸化されます(酸素が発生)。それ以外の金属が極板であれば、酸化されて陽イオンになって溶けます。

陰極は溶液中の陽イオンに着目。水素よりイオン化傾向が大きい陽イオンの場合は単体の金属に戻らず、代わりに水素イオンが優先的に還元されます(水素が発生)。水素(あるいは亜鉛)よりイオン化傾向が小さい陽イオンの場合は固体が生成され析出します。

さらに酸素と水素の発生は溶液が強塩基か強酸かなどで半反応式が異なります。

演習問題の復習含めてやれるだけはやりました。

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