なぜNaCl水溶液は電気を通すのですか?
On 12月 24, 2020 by adminNaClの水溶液が電気を通す理由を誰かに説明してもらえますか?私はこれをグーグルで検索しましたが、満足のいく答えを得ることができませんでした。これはPhysics.SEに答えがありますが、それは複雑すぎます。私の教科書は私の質問に答えていません。
コメント
- 基本的にあなたは理解していますそれは解離するためであり、あなたのフォローアップの質問はなぜそれが解離するのかということです。これは他の誰かが指摘したように、別の質問です。
- @Mによる回答とその中のリンクされた参照を参照してください。 Farooq: chemistry.stackexchange.com/a/118441/79678 。
回答
元の質問:
なぜ
$ \ ce {NaCl} $ は電解質であるためです。これは、溶液中でイオンを生成することを意味します。
簡単に言えば、固体の $ \ ce {NaCl} $ は
Follow-質問:
$ \ ce {NaCl} $ が水中で解離する理由
(かなり単純化された)答えはイオン性化合物の解離は、化合物のイオンと極性水分子の間のイオン-双極子引力によって促進されます。
水分子(双極子)はイオンに引き付けられ、結晶格子を不安定にします。とイオンを解離させます。溶液中の荷電イオンは水分子(双極子)に囲まれて安定化されます。
注:一部のイオンはイオンペアとして移動しますが、強力な電解質の場合、ほとんどまたはすべてのイオンが解離して水に囲まれます。分子。
これまでに受け取った回答に不満があるようですが、完全にやりたいと思います。解離に関与するメカニズムを理解する。残念ながら、これはかなり複雑です。
Ballard & Dellago [1]による、このテーマに関する彼らの研究を説明する優れた論文がありますが、おそらく必要になるでしょう。完全に理解するには、もう少し物理化学/熱力学の知識が必要です。
リファレンス
- Ballard、AJ &デラゴ、C "水中のイオン解離のメカニズムに向けて、" * J。物理学化学。 * B 2012、116、45、13490〜13497発行日:2012年10月19日 https://doi.org/10.1021/jp309300b
回答
NaClは電解質です。溶液中にあるとき、それはNa +とCl-に解離します。電極を溶液に入れると、陽イオンは陰極に引き寄せられ、陰イオンは陽極に引き寄せられます。この動きは電流を生成するため、NaCl溶液は電気を伝導できます。
コメント
- なぜ解離するのですか?
- この答えには、いくらかの詳細が必要だと思います。これはACでのみ機能しますか?そうでない場合、イオンの大部分がすでに移動していると、DCはどうなりますか?
- DC電流を使用すると、'おそらく水の電気分解が発生し、塩化物の酸化の可能性(これは、正極から負電荷を取り除くのに役立ちます)。
- @Zhe同意しました。私はちょうど、OPに対する彼の答えを具体化するようにpsoterを促そうとしていました。
答え
$ \ ce {NaCl} $ は
したがって、 $ \ ce {NaCl} $ の水溶液には、自由に移動できる正イオンと負イオンがあります(もちろんある程度の抵抗があります)。近くにある他の分子による)。電位差がかかると、正イオンが負端子に引き付けられ、その逆も同様です。このようにして、電流が確立されます。
コメント
- @AbcdYouTubeでこのビデオを参照してください。 リンク
- 実際の$ \ ce {OH-} $イオンが$ \ ce {Na +} $に引き付けられるとは思わない。水の解離定数は非常に低く、$ pK_w = 14 $です。したがって、'無料の$ H + $および$ OH- $イオンが利用できるとは思いません。水分子は全体として特定の方向に向き、イオンを取り囲んでいます。
- 申し訳ありませんが、'は$ OH- $イオンがそうではないという意味ではありません。 $ Na + $に惹かれましたが、その効果は'それほど大きくはないと思います。
- ありがとうございます。では、NaClの解離は水分子の配向のために起こると言えますか?
- 簡単な答えは、水分子には双極子があるということです。水素原子はわずかに正に帯電し、酸素原子はわずかに負に帯電しています。したがって、上の図でわかるように、正に帯電したナトリウムの周りの水分子は、酸素が水素よりもナトリウムに近くなるように配向します。これは、イオン-双極子相互作用として知られています。塩素については逆のことが言えます。 @Abcd
回答
$ \ ce {NaCl} $ は強イオン性化合物です。 $ \ ce {Na +} $ と
電極が挿入され、これらの電極に電流が流れると、イオンが反対方向に移動すると電流が発生します。
電流を流した後長期間(特にDC電流)、 $ \ ce {Cl-} $ イオンの濃度が低下します。 $ \ ce {OH-} $ の集中度は徐々に増加し、 $ \ ce {Cl-の間で競合が発生します。 } $ および
$の電解\ ce {NaCl} $
アノード: $ \ ce {2 Cl-> Cl2 + 2 e-} \ quad E = -1.36 \ \ mathrm V $
Cathode: $ \ ce {H2O + 2 e-> H2 + 2 OH-} \ quad E = -0.83 \ \ mathrm V $
$ \ ce {NaOH} $
アノード: $ \ ce {4 OH-> O2 + 2 H2O + 2 e-} \ quad E = -0.40 \ \ mathrm V $
カソード: $ \ ce {H2O + 2 e-> H2 + 2 OH-} \ quad E = -0.83 \ \ mathrm V $
十分な時間が経過すると、 $ \ c間の競争になりますe {Cl-} $ と
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