NaOH水溶液を白金電極で電気分解すると、陽極では酸素と水が発生する反応が見られます。しかし、質問では「酸素と水素が発生するのではないか？」という疑問が提示されています。この反応に関する詳細な化学メカニズムを理解することは、電気分解のプロセスをより深く理解するために重要です。
NaOH水溶液の電気分解反応
NaOH水溶液を電気分解すると、陽極で酸素が発生し、陰極では水素が発生します。陽極の反応式は、4OH⁻ → O₂ + 2H₂O + 4e⁻です。この反応では、OH⁻（水酸化物イオン）が酸素、二水素、そして電子を放出し、酸素ガスが発生します。
これは、NaOH水溶液中で水酸化物イオンが酸化される結果です。この酸化反応によって、酸素と水が生成され、Na⁺（ナトリウムイオン）は影響を受けません。なぜこのような反応が起こるのかを理解するためには、酸化還元反応の理論を知ることが重要です。
水酸化物イオン（OH⁻）の酸化反応
水酸化物イオンは酸化されると、酸素ガスと水分子を放出します。反応式4OH⁻ → O₂ + 2H₂O + 4e⁻は、OH⁻イオンが酸化される際に、酸素（O₂）と水（H₂O）が生成されることを示しています。これは、酸化反応における典型的なメカニズムです。
もし、「2OH⁻ → O₂ + H₂ + 2e⁻」のように酸素と水素が同時に発生する反応が起きるとすれば、それは水の電気分解反応であり、水分子が電気分解されて酸素と水素が発生する反応になります。ですが、NaOH水溶液では水酸化物イオンが酸化されるため、水素は発生せず、酸素だけが発生するのです。
水の電気分解とNaOH水溶液の電気分解の違い
水の電気分解では、水分子（H₂O）が酸化されて酸素と水素が発生します。反応式は次のように表されます。
2H₂O → O₂ + 2H₂ + 4e⁻
この反応では、水分子が分解して酸素と水素が生成されますが、NaOH水溶液では水酸化物イオン（OH⁻）が酸化されるため、酸素のみが生成され、同時に水素は生成されません。
NaOH水溶液で酸素が発生する理由
NaOH水溶液で酸素が発生する理由は、水酸化物イオン（OH⁻）が酸化されて酸素を放出するからです。OH⁻が電子を失い、酸化されて酸素分子が発生する反応が、NaOH水溶液の電気分解の際に起こります。この過程では、水素は生成されません。
一方、水の電気分解では、水分子が酸化されて酸素と水素が発生するため、NaOH水溶液で起こる反応とは異なります。NaOH水溶液の場合、酸素ガスが発生する反応が支配的であり、水素ガスは陰極で発生します。
まとめ
NaOH水溶液を電気分解した際に、陽極で酸素と水が発生する理由は、水酸化物イオン（OH⁻）が酸化されるためです。この反応では酸素が発生し、水素は陰極で発生します。「2OH⁻ → O₂ + H₂ + 2e⁻」のように酸素と水素が同時に発生する反応は、水の電気分解で見られる反応であり、NaOH水溶液では異なる反応が起こります。
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