【質問】化学:水酸化ナトリウム水溶液を電気分解すると酸素と水素が出てくるのはなぜですか?水酸化物イオンやナトリウムイオンはなぜ出てこないのですか?

〔質問〕
水酸化ナトリウム水溶液を電気分解すると酸素と水素が出てくるのはなぜですか?水酸化物イオンやナトリウムイオンはなぜ出てこないのですか?
〔回答〕
水酸化ナトリウム水溶液中には、
・Na
・OH
・H2O があります。
(厳密には H2O の電離によって、ほんの少しだけ H もあります)

この状態で電気分解を行うと、まず Na はイオン化傾向が大きいためそのままイオンの状態で残り(※ 水溶液中に存在しています)、反応が起こるのは OH と H2O ということになり、
実際には、陰極で「電子を受け取る反応」として 2H2O+2e → H2+2OH
陽極で「電子を放出する反応」として 4OH → 2H2O+O2+4e の反応が起こります。

電子の数を「4e」に揃えると、
・陰極:4H2O+4e → 2H2+4OH
・陽極:4OH → 2H2O+O2+4e
ということになり、
水酸化物イオンについては、「一方では生まれ、一方では(同数が)使われる」ことで、トータルで言えば反応に関わっていないように見える、というものになります。

 

※ 理解を優先するために、あえて大雑把に書いてある場合があります

 
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