水の電気分解

さて水の電気分解は皆さん知っていると思います
水(H20)に電圧をかけると酸素と水素に分解されます
ちなみに陰極で水素・陽極で酸素です
しかし何故陰極・陽極
で発生する気体は決まっているのでしょうか？？

少し話を変えます
塩酸(HCl)と水酸化ナトリウム水溶液(NaOH)を混ぜると
塩化ナトリウム(NaCl)と水(H2O)が出来ます
これは酸性の水溶液は水素イオン(H+)を
アルカリ性の水溶液は水酸化物イオン(OH-)を
含んでいて普通の物質は電気的に中性なので
水に溶かすと
HClはH+とCl-
NaOHはOH-とNa+に分かれます
H+とOH-は化合しやすいので電気的に中和し中性になりH2Oとなり
NaとClがくっついてNaClになります

さて話を戻しましょう
さっきの話で水はH+とOH-で出来ています
電気分解なので電子の移動があります
仮想の負の電荷をe-
正の電荷をe+とすると
H+とe- と OH-とe+から
1/2 H2 と　1/2 H2と1/2 O2になると思うのですが
これだと陰極で水素が陽極で水素と酸素が発生することになります
何故陽極で酸素のみが発生するのでしょうか？？
これはOH-がe+を受けOHになってOは普通にもう一つの酸素原子とくっつき
O2になるのですが水素はもう一つの水素原子とくっつき
H2になるよりもう一つの電子(e+)とくっつき
水素イオン(H+)になるスピードのほうが速いため
陽極では酸素のみが発生します
END

化学電池

さてレモンに銅板と亜鉛板をさすと電池になることは
皆さん知っているでしょう
そのほかに電池になるものはあるのでしょうか？？
調べるために下記のようなものを用意してください
1:銅版
2:亜鉛版
3:ステンレス板(二枚)
4:食塩など
5:コップ
6:導線
7:電球
です
まず4をコップの中に入れて水に溶かします
そして1と2か　3をその中にいれ
(おそらく中性の液体なら3そのほかなら1と2)
そこから導線と電球をつなぎます
そうすると電気がつくものとつかない物があります
この違いは何なんでしょう

とりあえず食塩で説明します
食塩は塩化ナトリウムつまりNaClです
これ実は水に溶かすと
Na+ と Cl- になるのです
つまりイオンになります

これが電気が発生する原因です
Na+ と　Cl-なので
金属版のどっちかにNa+もう一方にCl+となります
物質は電気的に中性になろうとするので
導線に電気が流れ電気がつくわけです

NaClのほかにも
HCl(H+ Cl-(酸性水溶液は水素イオン+を含む))
NaOH(Na+ OH-(アルカリ性水溶液は水酸化物イオン-を含む))
が使えます
END
(実験に使った物質は別の用途には使わず
捨ててください)

入浴剤の成分分析

さて入浴剤の裏に書いてある成分を見ていると
炭酸水素Naという表示が絶対にあります
そのほか香料や○色○号という合成着色料も使われます
家にあったものを見てみるとこのほかに
炭酸Naというものがありました
これ実は身近なもので作ることが出来るのです
香料や着色料はともかく
炭酸水素Naや炭酸Naなんてものは作れるのでしょうか？？
Naとはナトリウムなので炭酸水素ナトリウム
炭酸ナトリウムをそれぞれさしています
その炭酸水素ナトリウムというのは
重曹のことです
そして炭酸ナトリウムというのは
重曹を加熱してできる固体のことです
ですからとても簡単に作ることが出来るのです
材料としては
A:重曹
B:重曹を加熱して出来た固体(AとBの割合が5:1になるようにする)
C:香料
D:着色料
E:そのほか効果がありそうなもの
(硫黄は風呂を傷める恐れがあるので使わないこと)
です
Bの出来上がり基準は少しとって完全に水に溶ければOKです
Eはクエン酸とか食塩とか何でもいいはずです
さて作り方はというと
1:全部を混ぜる
2:固形のものを作るのであればフィルムケースなどで押す
3:乾かす
これだけです
これであの泡の出る入浴剤が作れます
化学反応式だと
2 Na H CO3 + Na2 CO3
(重曹と加熱して出来た固体から)
→3 CO2 + H2 O + 2 Na2 O
(二酸化炭素と水と酸化ナトリウム)
となります
END