電解槽の直列・並列
着眼点直列ならどの槽にも同じ電子の量が流れる。並列なら各槽の電子の量の和が全体の量。
例題
1
硝酸銀水溶液と硫酸銅(Ⅱ)水溶液の電解槽（電極はすべて白金）を直列につないで電気分解したところ、銀が 2.16 g 析出した。銅は何 g 析出したか。\ce{Ag}=108、\ce{Cu}=63.5。
解答
銀 2.16/108 = 0.0200\ \mathrm{mol} ＝ 電子 0.0200 mol
直列なので銅の槽にも電子 0.0200 mol。銅は 0.0100 mol、0.0100 \times 63.5 = 0.635 答え 0.635 g
直列なので銅の槽にも電子 0.0200 mol。銅は 0.0100 mol、0.0100 \times 63.5 = 0.635 答え 0.635 g
2
同じ2つの電解槽を並列につなぎ、全体に 5.00 A を 1930 秒間流すと、銀が 5.40 g 析出した。銅は何 g 析出したか。F = 9.65\times10^4\ \mathrm{C/mol}。
解答
全体の電子 5.00 \times 1930/(9.65\times10^4) = 0.100\ \mathrm{mol}
銀の槽 5.40/108 = 0.0500\ \mathrm{mol}
銅の槽 0.100 - 0.0500 = 0.0500\ \mathrm{mol} → 銅 0.0250 mol、0.0250 \times 63.5 = 1.5875 答え 1.59 g
銀の槽 5.40/108 = 0.0500\ \mathrm{mol}
銅の槽 0.100 - 0.0500 = 0.0500\ \mathrm{mol} → 銅 0.0250 mol、0.0250 \times 63.5 = 1.5875 答え 1.59 g
確認問題
1
直列につないだ2槽で、一方の陰極に \ce{H2} が 0.10 mol 発生した。もう一方の陰極に析出する銀は何 mol か。
答え
0.20 mol（電子 0.20 mol が共通）