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🌡️ 📆 令和6年5月28日
⇒#4404@講義;

👨‍🏫   分解電圧(速度論)-過電圧の測定-

伊藤 智博、立花 和宏、仁科 辰夫

化学実験Ⅰ では、 「 電池の起電力(平衡論)と分解電圧(速度論) 」 の中で、 「分解電圧(速度論)-過電圧の測定-」について 述べられています ⇒#4404@講義;。

📆 初版
#研究

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硫酸

分解電圧 V ã€”V〕過電圧 Î· ã€”V〕電流 I ã€”A〕

【関連講義】無機・分析化学応用実験,1)

白金|希硫酸|白金

アノード:

  O2 + 4H+ + 4e- ↔   2H2OEº = 1.229V
(反応-253)

カソード:

  2H+ + 2e- ↔   H2Eº = 0V
(反応-1)

白金|水酸化ナトリウム(苛性ソーダ)水溶液|白金

アノード:

  2H2O + 2e- ↔   2OH- + H2Eº = -0.8285V
(反応-241)

カソード:

  O2 + 2H2O + 4e- ↔   4OH-Eº = 0.401V
(反応-248)

白金|塩酸|白金

アノード:

  Cl2 + 2e- ↔   2Cl-Eº = 1.3583V
(反応-98)

カソード:

  2H+ + 2e- ↔   H2Eº = 0V
(反応-1)

白金|希硫酸|銅

白金|希硫酸|亜鉛

白金|希硫酸|グラファイト

鉄|水酸化ナトリウム(苛性ソーダ)水溶液|白金

ニッケル|水酸化ナトリウム(苛性ソーダ)水溶液|白金

グラファイト|水酸化ナトリウム(苛性ソーダ)水溶液|白金

析出物質による過電圧の違い

表に析出物質による分解電圧を示す。 アノードで酸素が発生する系では、分解電圧が1.6Vを超えたのに対して、塩素が発生する系の分解電圧は1.4Vと小さかった。

表 析出物質による分解電圧の違い

電解質 析出物質 分解電圧Vd/V

H2SO4 aq H2,O2 1.67

NaOH aq H2,O2 1.69

HCl aq H2,Cl2 1.40

それぞれの系の理論分解電圧を求める。 酸素を析出物質とする系の理論分解電圧は1.23Vであり、塩素を析出物質とする系の理論分解電圧は1.36Vである。 よって酸素を析出物質とする系の過電圧は0.5Vであり、塩素を析出物質とする系の過電圧は0.1Vである。 このことは塩化物イオンを電解質アニオンとした方が電圧効率が上がり、電力が節約できることを意味する。



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◇ 参考文献( 書籍 ・雑誌 ・URL )


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<article> 伊藤 智博、立花 和宏、仁科 辰夫. <a href='https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/Asp/Youzan/@Lecture.asp?nLectureID=4404'> <q><cite> 分解電圧(速度論)-過電圧の測定- </q></cite> </a>.
山形大学,  <a href='https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/Asp/Youzan/@Syllabus.asp?nSyllabusID=11231'> 化学実験Ⅰ <a/a> 講義ノート, 2015.
<a href='https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/Asp/Youzan/@Lecture.asp?nLectureID=4404'> https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/Asp/Youzan/@Lecture.asp?nLectureID=4404 </a> ,  (参照 <time datetime="2024-5-28">2024-5-28</time>). </article> </li>
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