こんにちはゲストさん。会員登録(無料)して質問・回答してみよう!

解決済みの質問

電気分解、陽極がCuやAgの場合は陽極が溶解

数研出版の化学重要問題集145番に次のことがかいてありました。

硝酸銀水溶液で、陽極の電極には銀を、陰極の電極には白金を用います。

陰極では、イオン化傾向がH2>Agなので、H+またはH2Oは還元されず、Agが析出する。

Ag+ + e- → Ag

陽極では、電極がCuやAgなどの場合、電極の金属が解ける。

Ag → Ag+ + e-

ここで疑問なのですが、陽極では、

イオン化傾向がH2>Cu>Agなので、AgよりH+またはH2Oが陽イオンになりやすく、

ここでは、2H2O → O2 + 4H+ + 4e-

となると思うのですが。

陽極がCuやAgの場合、(水の分解でなく)陽極の溶解がおこる理由をどうか教えていただけないでしょうか。

投稿日時 - 2013-12-18 14:08:11

QNo.8391290

暇なときに回答ください

質問者が選んだベストアンサー

ます、電気分解で気体が発生するためには、酸化還元電位だけではなく、
過電圧も必要なので、単純にイオン化傾向だけでは比較できません。

わかりやすい考え方を書いておきます。
(1)MgやZnは塩酸に溶けます。
これら金属のイオン化傾向がHよりかなり大きいからです。
(2)CuやAgは塩酸には溶けませんが、硝酸には溶けます。
これは硝酸によって酸化されるからです。
しかし、硝酸もPtやAuは溶かせません。

酸化されるとは電子を奪われることです。
電気分解の陽極とは電子を奪われる場所です。
ですから、CuとAgは溶けてPtやAuは溶けません。

投稿日時 - 2013-12-18 14:45:45

お礼

ありがとうございます。
イオン化傾向だけでは比較できない、ということですね。
(僕は大人ですが)高校生にとっては丸暗記が一番混乱なさそうです。

投稿日時 - 2013-12-18 16:11:04

ANo.1

このQ&Aは役に立ちましたか?

0人が「このQ&Aが役に立った」と投票しています

回答(4)

ANo.4

#3です。
訂正です。
>#2に書かれている「過電圧」は実際の分解電圧はこの値よりもさらに大きくなるという意味でのものです。

「#2」ではなくて「#1」です。
#1様、#2様 失礼しました。

渡辺正の本に「過電圧というのは結合の組換え等に必要な余分のエネルギーである」と書かれています。高校の化学の教科書に出てくる「活性化エネルギー」のようなものと考えてもいいようです。H2OからO2が出てくるためには何段階もの中間状態を経なければいけないということが平衡状態でのエネルギー差に対応する標準電極電位とは異なった電圧が必要になるという理由になります。

投稿日時 - 2013-12-19 12:34:12

ANo.3

失礼します。

>陰極では、イオン化傾向がH2>Agなので、H+またはH2Oは還元されず、Agが析出する。

と書いてあることを裏返すと、

陽極では、イオン化傾向がH2>Agなので、H+またはH2Oは酸化され、
(ここではH+はないがH2Oはあるので)
2H2O → O2 + 4H+ + 4e-
のようになり、Agより水のほうが電子を離して陽イオンになりやすい

陰極でのH2の変化 2H^++2e^-→H2 と、
陽極でのH2Oの変化 2H2O→O2+4H^++4e^- は
裏返しではありません。

勘違いの理由は上の式で左辺に出ていH^+が下の式では右辺に出てきているということのようですね。でも2つ目の式では酸素が酸化されています。
2つ目の式に対応する標準電極電位は1.229Vです。
Agの標準電極電位は0.799Vですから銀の酸化よりも起こりにくいのです。

#2に書かれている「過電圧」は実際の分解電圧はこの値よりもさらに大きくなるという意味でのものです。

投稿日時 - 2013-12-18 20:29:59

ANo.2

陽極に水素はないですよ。
 陽極にはマイナスのイオン--OH⁻やSO₄²⁻が集まっている。

 いわゆる電解精錬( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E8%A7%A3%E7%B2%BE%E9%8C%AC )の原理を説明している。

投稿日時 - 2013-12-18 14:46:26

お礼

ありがとうございます。しかし、

陰極では、イオン化傾向がH2>Agなので、H+またはH2Oは還元されず、Agが析出する。

と書いてあることを裏返すと、

陽極では、イオン化傾向がH2>Agなので、H+またはH2Oは酸化され、
(ここではH+はないがH2Oはあるので)
2H2O → O2 + 4H+ + 4e-
のようになり、Agより水のほうが電子を離して陽イオンになりやすい

と思ったのですが、どこが間違っているのでしょうか。

投稿日時 - 2013-12-18 16:03:33

あなたにオススメの質問