電気分解 塩酸 塩化ナトリウム

質問

先日ホフマン電気分解装置（電極は炭素棒でなく金属）で塩酸を電気分解したのですが、質問があります。
(1)陽極付近が緑色になったのですがこれは何ですか？
　塩素が溶けてこの色になったのでしょうか？
(2)塩素がほとんどとれなかったのですが、なぜでしょうか？水素は１０ｍｌくらい取れたのですが。
コックがあいていたという可能性もあるかもしれないんですけど他に原因があるきがします。
　それと、こっちは炭素棒を使って塩化ナトリウムを
電解した時で、
金属製導電テスター（要するに金属電極）でやった時に出た黄色いもやもやがでませんでした。これは何でなんでしょうか？
今回はフェノールフタレイン液をたらして行い、赤紫になったのですが。
できるだけお早く回答願います。

回答No.3

ht1914 · ベストアンサー

ｄｏｃ　ｓｕｎｄａｙ様に補足です。

＃１について
＞（１）おっしゃる通り塩素です。色で判ります。
　（２）すいそに比べ塩素は次亜塩素酸をつくって水に溶けてしまいます。金属電極ですと塩素が金属と反応してしまいます。

ちょっと文章がわかりにくいです。発生した塩素が金属と反応するというのはいいと思います。導電テスター棒だと真鍮製だと思いますので塩化銅系統の色が見えていると思います。上の文章だと（１）で「色でわかる」と書いておられるのが金属イオンの色なのか塩素の色なのかがわかりにくいです。塩素の気体には色が着いていますが水に溶けた塩素は無色です。金属のことが（２）で出てきますので読みとりにくいです。

＃２について
＞陰極で生じたナトリウムと水の反応で。
　Ｎａ　+　Ｈ2Ｏ　→ＮａＯＨ　+　(1/2)Ｈ2

食塩の電気分解では陰極でＮａＯＨが生じます。その時一旦Ｎａが生じてから水と反応してＮａＯＨになるという表現は現在高校の化学の教科書では使われておりません。（以前はよく使われた表現だと思います。）

Ｎａ＋　＋ｅ－　→　Ｎａ
Ｈ２Ｏ　＋ｅ－　→　（１／２）Ｈ２　＋ＯＨ－

電極表面で上の２つの反応のどちらか片方が起こるとしています。どちらが起こるかは酸化・還元電位から決まります。（この時高校レベルでいうと酸化・還元電位の数値を出すのではなく水にＮａを入れると反応して水素を出すということからどちらが起こりやすいかを判断させています。）

　電気分解ではかけた電圧のほとんどが１μｍ程の境界層にかかっています。これは１ｃｍ当たり１００００Ｖ以上の電位差に相当します。どの様な反応が起こるかは中性であるか正であるか負であるかに関係なく酸化・還元電位と濃度とで決まると考えています。

　＋極に負イオンが引き寄せられ、－極に正イオンが引き寄せられるというイメージも使いません。境界層以外でのイオンの移動は全て濃度勾配による拡散で起こるものとされています。陽極でFｅ２＋をＦｅ３＋に酸化するという場合を考えるとＦｅ２＋が陰極に行ってしまっていては困ります。

参考
酸性溶液からの酸素の酸素の発生も以前とは変わっています。以前は水の電離で生じたＯＨ－からＯ２を発生させる式だったと思いますが今はＨ２Ｏから発生させます。

４ＯＨ－→Ｏ２　＋２Ｈ２Ｏ　＋４ｅ－

　以前はこの式を酸性、アルカリ性の両方に用いていました。今はアルカリ性溶液に対してだけです。酸性、中性では［ＯＨ－］の値が小さすぎてＯ２の発生源にはなり得ないと判断しています。（目に見えるほどの泡を生じるのは無理ということです。）

　現行では　２Ｈ２Ｏ→Ｏ２　＋４Ｈ＋　＋４ｅ－　です。

補足

もっとわかりにくいのですが。
塩素が金属電極と反応して何ができるのでしょうか？この物質が緑色の原因である事はわかりました。おねがいします。

回答No.4

ht1914

ＡＮＯ３です。

緑色の物質は塩化銅の可能性が大きいです。塩化銅も水で薄めると青くなります。固体では黄色っぽいです。

回答No.2

noname#160321

赤面

次亜塩素酸は：
Ｃｌ2　+　Ｈ2Ｏ→ＨＣｌ　+　ＨＯＣｌ
の後者、ナトリウム塩はプールや台所の塩素酸化剤です。

>紫だったのは確か陰極だった気がします。
ごめんなさい確かに塩素と一緒になると塩素と反応して色が消えて仕舞うし、上の式のように陽極では酸がたっぷり出てきますね。
陰極で生じたナトリウムと水の反応で。
Ｎａ　+　Ｈ2Ｏ　→ＮａＯＨ　+　(1/2)Ｈ2
でした。ごめんなさい。m(_ _)m

回答No.1

noname#160321

（１）おっしゃる通り塩素です。色で判ります。
（２）すいそに比べ塩素は次亜塩素酸をつくって水に溶けてしまいます。金属電極ですと塩素が金属と反応してしまいます。
赤紫はアルカリの色、塩素極側では塩化物イオンと同時に水酸化物イオンが多いのでこの色になります。
m(_ _)m

補足

ご回答ありがとうございます。
（１）のほうは解決しました。
でも、（２）で、塩素は金属と反応してどうなるのですか？物質として析出したりするのでしょうか？
そして、次亜塩素酸ってなんですか？水素よりも塩素の方が水に溶けやすいということは知っているのですが、ほとんど取れなくなるくらいまで溶けてしまうのはなぜなんでしょうか。
また、フェノールフタレイン液がアルカリに反応するのは知っています。でも、食塩水は中性なのにどこからアルカリの要素がでてくるのでしょうか？紫だったのは確か陰極だった気がします。
質問ばかりですみませんが、お願いいたします。