中学3年 理科 / 化学
水の電気分解
電気エネルギーを使うと、水は水素と酸素に分解されます。電源を入れ、陰極(−)と陽極(+)で何が起こるか見てみましょう。
電源OFF:電気分解は進んでいません。
電源の − につながる電極が陰極、+ につながる電極が陽極です。
陰極でできた水素 H₂
0 目盛り
陽極でできた酸素 O₂
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気体が発生すると、体積の比を比較できます。
気体の量は共通の尺度で表したモデルです。同じ温度・圧力で、水素:酸素の体積比は 2:1 です。
分子の組みかえを見てみよう
電気エネルギーを加える
2H₂O → 2H₂ + O₂
H:水素原子O:酸素原子
原子はなくならず、結びつく相手が変わります。この図は反応全体の前後を表し、電極表面での細かな反応過程は省略しています。スライダーは下の分子モデルだけを動かします。
反応前と反応後を比べる
最初に水分子が24個あると考えた、数を比べるためのモデルです。
残っている水 H₂O
24 個
できた水素 H₂
0 個
できた酸素 O₂
0 個
原子の合計はいつも同じ:水素原子48個、酸素原子24個。
電源を切ると新たな分解が止まります。すでにできた気体が、自動的に水に戻るわけではありません。