沃化物水溶液の電気分解で酸素が析出しない理由とは？

沃化物（塩化物）の水溶液を電気分解すると、どんなに薄い濃度でも酸素が析出しないことがあります。これは電気分解の際にどの成分が析出するかを決定する電位差に関連しています。この記事では、沃化物水溶液の電気分解における酸素の析出が起こらない理由を解説します。

電気分解とは？

電気分解は、電流を通すことによって水溶液や溶融塩を化学反応させる方法です。この反応で電気が通ることで、溶液中のイオンがそれぞれ電極に向かい、還元または酸化されます。多くの場合、電極で水素ガスや酸素ガスが生成されますが、どの物質が析出するかはその物質の電位に依存します。

電気分解の反応で酸素が析出する場合、酸化反応が起きる必要があります。酸素が陽極で析出するためには、酸化反応に必要な電圧が供給される必要があります。

沃化物水溶液の電気分解で酸素が析出しない理由

沃化物の水溶液（例えば、塩化ナトリウムや塩化カリウム）を電気分解した場合、酸素が析出しない理由は、塩化物イオン（Cl-）が水の酸素イオンよりも先に酸化されるためです。塩化物イオンは水素イオンよりも低い電位で酸化され、電解過程で酸素よりも優先的に析出します。

具体的には、塩化物イオン（Cl-）は、陽極で水素イオン（H+）よりも先に酸化され、塩素ガス（Cl2）として析出します。このため、酸素ガス（O2）は析出せず、代わりに塩素ガスが発生することになります。

酸素が析出するための条件

酸素を析出させるためには、酸素イオン（O2-）が陽極で酸化される必要があります。酸素イオンが酸化されるためには、一定の電位が必要であり、これが達成されると酸素ガス（O2）が生成されます。

しかし、沃化物の水溶液では、塩化物イオン（Cl-）の酸化電位が酸素のそれよりも低いため、酸素が析出することなく塩素が析出してしまいます。このため、酸素ガスが生成されることはなく、塩素ガスが生成されるのです。

塩化物の電気分解の実例

塩化ナトリウム（NaCl）水溶液を電気分解する実験を考えてみましょう。この場合、陽極で発生するのは酸素ではなく、塩素ガスです。陰極では水素ガスが発生します。

電気分解中に水溶液中の塩化物イオン（Cl-）が酸化され、塩素ガス（Cl2）として析出するため、酸素が析出することはありません。この現象は、塩化物を含む水溶液を電気分解する際の典型的な反応です。

まとめ

沃化物水溶液を電気分解すると、酸素が析出せず、代わりに塩素ガスが発生する理由は、塩化物イオン（Cl-）が酸化電位が低いため、酸素イオン（O2-）よりも優先的に酸化されるためです。したがって、酸素が析出しないのです。このことは、塩化物の電気分解における基本的な反応原理に基づいており、塩素ガスの生成が主な結果となります。