高校化学
5分で解ける!ファラデーの法則と計算に関する問題
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解説
これでわかる!
練習の解説授業
電気分解の計算においては、「電子の物質量」に注目
まずは、問題の内容を確認しておきます。
白金電極を使って、水酸化ナトリウム水溶液を電気分解しています。
発生した 酸素の体積 から、流れた 電子の電気量 を求めましょう。
電子 と 酸素量 が登場する陽極の反応式を見てください。
4OH-→O2+2H2O+4e-
この反応式より、酸素と電子の物質量の関係がわかります。
酸素の物質量:電子の物質量=1mol:4mol
標準状態において、多くの気体1molの体積は22.4L
それでは次に、 酸素の物質量 を求めましょう。
この実験では、発生した酸素の体積がわかっています。
標準状態で224mLですね。
標準状態において、 多くの気体1molの体積は22.4L=22400mL した。
これを利用すると、発生した酸素の物質量がわかります。
1mol:22400mL= 0.01mol :224mL
よって、酸素の物質量は、 0.01mol です。
さきほど、次の式を示しましたね。
酸素の物質量:電子の物質量=1mol:4mol
この式に酸素の物質量を入れてみると、電子の物質量がわかります。
1mol:4mol=0.01mol: 0.04mol
よって、流れた電子は 0.04mol ですね。
ファラデー定数とは、電子1molあたりの電気量
最後に、ファラデー定数を使って、 電子の物質量 を 電気量 に変換しましょう。
ファラデー定数とは、電子1molあたりの電気量のことでした。
つまり、 電子1molは96500Cの電気量をもっている わけです。
これを利用すると、電子0.04molがもっている電気量を求めることができますね。
1mol:96500C=0.04mol: 3860C
よって、答えは、 3860C となります。
練習問題を解いていきましょう。