スポンサードリンク


スポンサーサイト

本ブログに登場する理科実験器具や危険性の低い試薬、その他教材はこちらで買えます。
【特別協賛】サイエンスショー・出張実験教室 九州サイエンスラボ

上記の広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。
新しい記事を書く事で広告が消せます。

スポンサーリンク


イオンを学ぼう。~イオン編~

本ブログに登場する理科実験器具や危険性の低い試薬、その他教材はこちらで買えます。
【特別協賛】サイエンスショー・出張実験教室 九州サイエンスラボ

前回の記事では、最外殻の安定と電気的中性の条件を満たす「分子」のでき方についてお話をしました。

今回は、いよいよイオンの話になります。




例としてまた、食塩(NaCl)に登場してもらいましょう。




Naは、最外殻に電子が1つ余っている原子です。

Clは、最外殻に電子が1つ足りない電子です。

でも、それぞれ陽子の数とそろわないといけないので、お互いに合体してNaClという分子を作るのでしたね。



この結合を切ることができる場合があります。

その方法の一つが、「水に溶かす」ことです。




NaClは水に溶けると、Naが余ってる電子をClにおいていきます。

Clは、電子が足りなかったのですから、快くもらってくれます。

Naから電子が1つ無くなったので、陽子が1つ多い形になります。

これがナトリウムイオン(Na+)です。

Clは電子が1つ多くなったので、塩化物イオン(Cl-)になります。




前回お話したように、本来なら電気的に中性ではないため、このような形になることはできないはずです。

しかし水溶液内のトータルバランスを見れば、Na+とCl-が1対1の割合で存在しているので、電気的に中性になります。

水があれば電気的に中性を保つことができるので、わざわざ分子を作る理由が無くなったんです。

で、このようにイオンになる物質を「電解質」、電解質が溶けた水を「電解質水溶液」と呼びます。



ようやくイオンになりました。




では、さっそく応用です。




【電気分解】

電池や電源装置で、電解質水溶液に電圧をかけます。

電圧というのは、電子を押し出そうとする力のことです。

電子は電源のマイナス極に向かって流れます。

マイナスの電極が導体に接触していなければ、電子が行く先がありませんから、電流は流れません。

マイナス極で電子がモジモジしているイメージでしょうか(笑)??



電解質水溶液には、プラスの電気が強く、マイナスの電気が足りない物が存在します。

陽イオンです。

モジモジしていた電子は、陽イオンに渡ります。

陽イオンは電極から電子を受け取って、元の形に戻ります。




電解質水溶液は、電気的にプラスマイナスゼロでしたが、陽イオンが消えることで、陰イオンが多すぎることになってしまいます。

やはり、自然界はそれをゆるしません。

ちょうどいいことに、電子が欲しいといっているプラス極の電極があります。

陰イオンはプラス極に電子を渡し、元の形に戻ります。



プラス極から吸い上げた電子を、マイナス極から放出するような流れが出来上がります。

これが電気分解の原理です。



塩化ナトリウム水溶液の電気分解の場合、

[プラス極] 2Cl- → Cl2 + 2e-  つまり、塩素が発生。
[マイナス極] Na+ +e- → Na  つまり、ナトリウムが発生。

※ナトリウムは金属なので分子を作らないため、Naと書きます。




ところが、これで終わりではありません。




Cl2つまり塩素ガスは、水に溶けやすい物質です。

ですから、電気分解で発生したそばから、すぐに水に溶けてしまい、実際の発生量よりも少なくしか分解されないように見えます。



またナトリウムは、水と激しく反応して水素ガスを発生させます。

電気分解の溶媒が「水」である限り、純ナトリウムが採れることはなく、すぐに反応してしまいます。

電気分解によって水素が発生しているように見えます。
スポンサーリンク




【当ブログ管理人から 学習アプリ「パトリ」のお知らせ】





【学習アプリの体験をしてみませんか?】
理科の先生の知恵袋を管理しております「第三理科室」です。
私にもこのブログを通じてオファーがあり、「パトリ」という学習アプリの問題解説制作のお手伝いをしております。近頃、理科チームのリーダーに任命されてしまいました^^;

普通の参考書や学習アプリの解説とは違い、その問題に関連するおもしろネタがたくさんです!
しかも、問題や解説が日々進化する珍しいソーシャル的な仕組みがあります。
無料体験ができますので、ぜひ一度楽しんでみてください♪

無料体験はこちらへ

【問題解説を一緒に作成してみませんか?】
リゾート学習アプリ「パトリ」では、解説作成に関わって頂けるボランティアの方を大募集中です!
ノルマは一切無く、主婦の方、学生の方も活躍中です!
作成にご協力頂ける方はこちらへ!

パトリさんの公式ブログでも、私の記事が出るようになりました!
このブログと記事が被るかもしれませんが、ご興味ある方はぜひ!
かず先生の理科室より

comment

管理者にだけ表示を許可する

管理人のみ閲覧できます

このコメントは管理人のみ閲覧できます
プロフィール

第三理科室

Author:第三理科室
遺伝子工学を専攻し、その後理科教師の道に。現在は理科の楽しさや大切さを、理科実験を通して伝える活動をしています。

カテゴリ
検索
カスタム検索
全記事表示リンク

全ての記事を表示する

最新記事
月別アーカイブ
最新コメント
お問合せ

名前:
メール:
件名:
本文:

RSSリンクの表示
リンク
ブロとも申請フォーム

この人とブロともになる

QRコード
QR
上記広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。新しい記事を書くことで広告を消せます。