電解セル

電気化学反応は、テクノロジーや人体の多くのプロセスに不可欠であり、ある化学種から別の化学種への電子の移動を伴います。これらの反応は、還元酸化反応または酸化還元反応と呼ばれます。

種が電子を失うと、それは酸化を受け、酸化されると私たちは言います。ある種が電子を獲得すると、それは還元され、私たちはそれが減少したと言います。電気化学ガルバニクスセルでは、酸化還元反応が自然に起こり、電気エネルギーが生成されます。しかし、電解槽では電気エネルギーが印加されるため、酸化還元反応が起こります。

電解槽は、電解質と呼ばれる反応液で構成されており、酸化または還元された化学種と、電子の流れを可能にするために必要なイオンが含まれています。電解セルには、電解液に浸された2つの金属電極があります。外部回路が2つの電極を接続し、回路が完成し、電圧または電流を印加できるようになります。

印加された電流または電圧は、電気化学反応を引き起こすものです。酸化半反応は陽極で起こり、還元半反応は陰極で起こります。この 2 つを区別するために、「カソードでの還元」を表す「赤い猫」というフレーズを覚えておいてください。

しかし、どの電極がどれであるかをどのように判断するのでしょうか。金属電極の標準的な還元電位、つまり金属が電子を失う傾向の尺度を使用することができます。還元電位が高いほど、金属が還元される可能性が高くなります。

電解槽に銀電極と銅電極を配置し、電流を流すとしましょう。銀電極は還元電位が高いため、還元されて陰極として機能します。銅電極は還元電位が低いため、酸化されて陽極として機能します。

電解槽の用途の1つは、1つの金属が酸化され、別の金属の表面に還元される反応である電気めっきを行うことです。アノードはメッキを行う金属であるため、銀と銅の例では、銀電極に薄い銅の層がメッキされています。

このラボでは、電解セルを組み立て、真鍮の鍵に銅をめっきして電気めっきプロセスを実行します。