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質問

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中2の学生です。
理科についての質問です。
今、学校で、電気分解を習っています。
例えば、水を電気分解するときには陽極に酸素が発生し、陰極に水素が発生する、
といったようなものです。
私には、陰極と陽極であつまる気体が異なる原因がわかりません。
また、陽極の方に集まる気体と陰極の方に集まる気体とでは、何か特性の違いというようなものはあるのでしょうか??
長文失礼しました;
ご回答いただければ嬉しいです!!

  • 質問者:もここ
  • 質問日時:2013-01-06 19:55:21
  • 1
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中学の範囲から外れるのかもしれませんが、
前提として、電荷は保たれます、つまり+と-の変化は必ず0。
ここでは電子をe-と表現します

H2Oを電気分解した時には、
2H+ + 2e- = H2
2O-=O2+2e-

という反応が進行します、水素イオンH+2個が電子2個を受け取って水素H2になります。
一方で2個の酸素イオンO-が酸素O2となって2個の電子を放出します。

基本的に周期律表の左側は+に右側は-イオンになると考えてください。
一番右側にある18族が最外殻に電子が詰まった状態(基本的に+にも-にもならない)で安定した状態なので、物質は電子をもらったり放出したりして安定した18族の状態になろうとします。
酸素は16族ですから電子を2個受け取ると擬似的に18族になって安定するのです、だからO2-というイオンになるのです。例えば、Naな電子を一個放出してNa+となり、擬似的に18族になります。
(こういう議論での水素イオンは本当はH+というよりH30+です、オキソニウムイオンと呼びます。一見すると水素イオンは-になっても良さそうですが、水素イオンはH3O+の状態の方が安定して存在します。)

ここで、水H2Oは水です。重要なのは水もわずかに電離しているということです。
H2O ⇔ H+ + OH-

このように電離状態にある”水”が電気の力で電子のやり取りを行ってイオンから気体に状態変化するのです。

ここでさらにポイントになるのが酸化還元電位です、イオン状態から気体に状態変化させるにはある一定以上のエネルギーが必要なのです、この場合のエネルギーとは電位であり、言葉で言えば酸化還元電位です。電圧が低ければ気体は発生しません。

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とても参考になり、非常に満足しました。回答ありがとうございました。

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プラスにマイナスがあつまりマイナスにプラスがあつまるからです

  • 回答者:匿名希望 (質問から15時間後)
  • 0
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おお!私と同じ中2だし習ってる場所も同じですね!
物質は電子を受け取りやすい、失いやすいという性質をもっています。
これが特性の違いですね
例を出すならストローとアクリルパイプで移動するとかですかね?
発生というか水は原子でH2OでH=水素2つO=酸素1つなので
質量保存の法則に伴い質量は同じでも分解されてるんですよね・・・

===補足===
あ。どっちに集まるか説明し忘れたので補足します。
電流の-が+にいくみたいに-が+、+が-にいきます。

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とても参考になり、非常に満足しました。回答ありがとうございました。

それぞれの原子は種類によって、「電子を受けとりやすい」か「電子を失いやすい」という性質をもっています。
たとえば、H(水素)は電子を1個失って陽イオンになります。
以下のページを参照するとよいでしょう。陰極と陽極にどのような気体が集まるかが示してあります。
http://www.max.hi-ho.ne.jp/lylle/ion.html

  • 回答者:匿名 (質問から2時間後)
  • 0
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