Frank
こんにちは＜Frank＞です。
そもそも「＜電気分解＞とはなんぞや？」というレベルの私ですの
で、先ず電気分解の意味を確認しました。私の友人の ChatGPT に
尋ねたところ以下のような回答が。
＊
電気分解（electrolysis）とは、電流を利用して化学反応を引き起こ
すプロセスのことで、特に化合物をその構成元素に分解するために
使用されることが多い。
電気分解は、次のような基本的な仕組みで行われる。
１．電極に電流を流す
溶液や融解した化合物に電極を差し込み、外部電源から電流を流す。
このとき、電流を流すと、溶液中のイオンがそれぞれ異なる電極に
引き寄せられる。
２．陰極と陽極での反応
１）陰極（負極）では、陽イオン（正に帯電したイオン）が電子を
受け取って還元される。例えば、金属イオンが金属として析出
する反応が起こる。
２）陽極（正極）では、陰イオン（負に帯電したイオン）が電子を
放出して酸化される。例えば、酸素や塩素のような気体が発生
する反応が見られる。
３．電気分解による化学変化
電気の力で、イオンが酸化または還元されることで、元の物質が分
解され、新たな物質が生成される。
例えば、水の電気分解では次のような反応が起こる。
・陰極では、水素イオン（H⁺）が電子を受け取って水素ガス（H₂）
を発生する。
・陽極では、水分子（H₂O）が酸化され、酸素ガス（O₂）を発生。
＊
以上のように、電気エネルギーを使って化学結合を切り離し、新し
い物質を生成することが電気分解の基本原理との事です。
では、ここからは参考図書の単元に沿って深掘りしましょう。
１．水溶液の電気分解
電気分解は、電流を水溶液に流すことで、化学反応を起こすプロセ
スです。通常、水溶液には電解質（塩、酸、塩基）が溶けており、
これが電流を流す役割を果たします。電気分解では、陰極と陽極に
電圧をかけることで、溶液中のイオンが電極に引き寄せられ、化学
変化が発生します。
たとえば、硫酸銅（CuSO₄）の水溶液を電気分解すると、Cu²⁺イオ
ンとSO₄²⁻イオンがそれぞれ陽極と陰極に引き寄せられ、次のよう
な反応が起こります。
１）陰極
Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu（銅が析出）
２）陽極
2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e⁻（酸素が発生）
２．各電極の変化
電気分解では、２つの電極（陰極と陽極）でそれぞれ異なる変化が
起こります。
１）陰極（負極）
陽イオン（正に帯電したイオン）が陰極に引き寄せられ、電子
を受け取って還元されます。例えば、Cu²⁺イオンがCu（銅）と
して析出するなどの現象が見られます。
２）陽極（正極）
陰イオン（負に帯電したイオン）が陽極に引き寄せられ、電子
を失って酸化されます。例えば、水の電気分解では、OH⁻や水
分子が酸化されて酸素が発生します。
３．電気分解の法則（ファラデーの電気分解の法則）
ファラデーの電気分解の法則は、電気分解における物質の生成量と
電流量の関係を示す法則です。この法則には２つの主な法則があり
ます。
１）第１法則
電気分解によって生成される物質の量は、流れた電気量に比例。
つまり多くの電流が流れれば、それだけ多くの物質が電極に析
出する。
２）第２法則
電気分解によって析出する物質の量は、その物質の化学的性質
（具体的には、その物質のファラデー定数や電子の数）に依存
する。例えば１モルの電荷を供給することで析出する物質の量
は、その物質のモル質量に比例する。
ファラデーの法則の式は次のように表されます。
𝑚 = (𝑄／𝐹)⋅(𝑀／𝑧)
ここで、m は析出した物質の質量、Q は流れた電荷量、F はファラ
デー定数（約96485C/mol）、M は物質のモル質量、z は物質１モル
を析出するのに必要な電子数です。
【脚注】
参考図書の152ページでは＜１（Ｆ）= 96500（Ｃ）＞と計算しやす
いように書かれています（※例題も併せて参照）。
４．電気分解の利用
電気分解はさまざまな分野で利用されています。主な利用例は以下
の通りです。
１）金属の精製
例えば銅の精製には電気分解が用いられ、純度の高い銅が得ら
れます。
２）電気メッキ
金属表面に別の金属をコーティングする技術で、装飾品や防錆
処理に使われます。例えば鉄に亜鉛をメッキすることで、腐食
防止効果を得ます。
３）水の電気分解
水を分解して水素と酸素を生成することができます。これはク
リーンなエネルギー源として注目されています。
￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣
【参考図書】『もう一度 高校化学』（吉野公昭氏、日本実業出版社）
 |
新品価格 |
【コンテント】当サイトで提供する情報はその正確性と最新性の確保
に努めていますが完全さを保証するものではありません。当サイトの
内容に関するいかなる間違いについても一切の責任を負うものではあ
りません。
【Copyright Notice】Special thanks to ChatGPT. This content was ge-
nerated with the assistance of ChatGPT, an AI language model devel-
oped by OpenAI. The above text is a summary of ChatGPT’s response
to my question, supplemented with my own reflections and comments.
I have made edits and additions to the original response before publish-
ing. Upon completing the study of the reference materials, I intend to
further elaborate on the content. All rights to the text are retained by the
original author and OpenAI. Any reproduction or use of this content
should properly acknowledge the source.
￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣
今日もご一読いただき、ありがとうございました。
大学受験の化学でお悩みなら、こちらの講座がお薦めです。
学習のリズム作りにご活用ください。早速講座をチェック！
只今、人気ブログランキングに参加しています。
今日の［実践化学の達人］ブログのランキングは？
