塩化銅水溶液の電気分解をイオンと電子の動きから視覚的に理解する

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みみずく先生のプロ家庭教師&ライター奮闘記

中学三年の理科第1分野には「イオン」が登場します。イオンは、電気分解や電池、酸・アルカリなどを理解する上で重要です。

とはいえ、イオンの分野は、中三生にとっては鬼門です。理科が苦手な中三生は、よく分からない用語やイオン式をやみくもに暗記しようとしても覚えられず、「わかんな~い!」とパニックに陥ります。

そんな中三生に必要なのは理屈です。イオンの動きを視覚的に表した図を描いて、「どうしてそうなるのか?」をしっかり考えることが大切なんですね。

本記事では、中三生が特に苦手とする「電気分解」を図説します。

電気分解の実験装置の絵を描く

まずは、実験装置の絵を描きましょう。今回は、白金(Pt)電極を用いて塩化銅水溶液を電気分解します。

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図について、もう少し詳しく説明しますね。

電源

装置の上の方に描かれている2本の縦棒は電源の記号です。

分かりやすいように+・-と書きました。しかし、何も書かれていなくとも、+・-は区別してくださいね。2本の縦棒のうち、長い方が+極です。

電極

Ptと書いてある2本の棒は電極です。

電気分解では電極自体が溶ける場合もあります。しかし、今回は電極が溶けないパターンを考えるので、白金(Pt)電極を使っています。炭素棒(C)を電極にする場合も多いですね。

電源の+極とつながっている極を「陽極」、-極とつながっている極を「陰極」といいます。

水溶液

ビーカーには塩化銅水溶液が入っています。綺麗な青色の液体です。

塩化銅は、水に溶かすと次のように分かれます。

CuCl2 → Cu2+ + 2Cl

電気を帯びていない固体の塩化銅が、水の中では正(+)の電気を帯びた銅イオン(陽イオン)と、負(-)の電気を帯びた塩化物イオン(陰イオン)に分かれます。この現象を「電離」といいます。

銅イオンや塩化物イオンの右上にある“2+”や“-”は、とりあえず覚えてください(高校化学では、この数値についてもう少し詳しく勉強します)。

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