電極での生成物の決め方
着眼点陰極(電源の負極側)では還元、陽極(電源の正極側)では酸化。下の表を上から順に当てはめる。
| 極 | 条件 | 反応 |
|---|---|---|
| 陰極 | \ce{Ag+}、\ce{Cu^2+} がある | \ce{Ag+ + e- -> Ag}、\ce{Cu^2+ + 2e- -> Cu} |
| 陰極 | 酸性(\ce{H+} が多い) | \ce{2H+ + 2e- -> H2} |
| 陰極 | イオン化傾向の大きい金属イオンだけ(\ce{Na+}、\ce{K+} など) | \ce{2H2O + 2e- -> H2 + 2OH-} |
| 陽極 | 電極が \ce{Cu}、\ce{Ag} など(白金・金・炭素以外) | 電極が溶ける: \ce{Cu -> Cu^2+ + 2e-} |
| 陽極 | \ce{Cl-}、\ce{I-} がある | \ce{2Cl- -> Cl2 + 2e-}、\ce{2I- -> I2 + 2e-} |
| 陽極 | 塩基性(\ce{OH-} が多い) | \ce{4OH- -> O2 + 2H2O + 4e-} |
| 陽極 | \ce{SO4^2-}、\ce{NO3-} だけ | \ce{2H2O -> O2 + 4H+ + 4e-} |
例題
1
白金電極で硫酸ナトリウム水溶液を電気分解した。各極の反応は。
解答
陰極: \ce{Na+} は還元されないので \ce{2H2O + 2e- -> H2 + 2OH-}
陽極: \ce{SO4^2-} は酸化されないので \ce{2H2O -> O2 + 4H+ + 4e-}
結果として水の電気分解(\ce{H2} と \ce{O2} が体積比 2:1)。
陽極: \ce{SO4^2-} は酸化されないので \ce{2H2O -> O2 + 4H+ + 4e-}
結果として水の電気分解(\ce{H2} と \ce{O2} が体積比 2:1)。
確認問題
1
炭素電極で塩化銅(Ⅱ)水溶液を電気分解した。各極の生成物は。
答え
陰極 \ce{Cu}、陽極 \ce{Cl2}