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

  • このエントリーをはてなブックマークに追加
みみずく先生のプロ家庭教師&ライター奮闘記

塩化銅水溶液中を電流が流れるのはどうしてでしょうか?

この謎を解くカギを握っているのがイオンです。

イオンが水溶液中を自由に動き回ると、何が起こるのでしょうか?

イオンがひきつけられる電極

イオンは電気を帯びているため、電源とつながっている電極にひきつけられます。このことは次のように覚えましょう。

・陽(+)イオン → 陰極(-)にひきつけられる

・陰(-)イオン → 陽極(+)にひきつけられる

「陽(+)」と「陰(-)」がセットになります。男女がカップルになるイメージで考えると分かりやすいですね(同性カップルを否定しているわけではありませんよ)。

したがって、塩化銅水溶液中の銅イオン(+)は陰極(-)で反応して、塩化物イオン(-)陽極(+)で反応します。陰極からは金属の銅が析出して、陽極からは気体の塩素が発生するんですね。

塩化銅水溶液中を電流が流れる理由

イオンと電極の関係を理解した後は、いよいよ電子の動きに迫ります。

銅イオンは+なので、電子(-)が欲しいんですね。そのため、電源から流れてくる電子を陰極から受け取ります(以下の式の”e”は電子を表します)。

Cu2+ + 2e → Cu

一方、塩化物イオンは-なので、余分な電子(-)を捨てたいんですね。そのため、自分にくっついている電子を陽極に手放します。

2Cl → Cl2 + 2e

以上を図示すると次の通りです。

みみずく先生のプロ家庭教師&ライター奮闘記

緑色の点線で囲われた部分を見てください。

導線が無い水溶液中で、イオンを仲立ちにして、陰極から陽極に電子が授受されています。こうした理由から、電気分解では、塩化銅水溶液中を電流が流れるんですよ。

丸暗記から理屈の理解へ

電気分解を理解する上で、電子の動きに着目して、具体的なイメージを絵にすることがとても大切です。

電気分解の問題は、定期試験で出題されるだけでなく、高校入試でも頻出です。応用的な思考力を試される入試問題に対応するためにも、絵を描きながら理屈を理解する勉強を大切にしてほしいと思います。

トップ画像=Pixabay

  • このエントリーをはてなブックマークに追加

コメントをどうぞ

メールアドレスが公開されることはありません。 * が付いている欄は必須項目です