CuSO4 電気分解 Pt-Pt電極

質問

0,1mol/Lの硫酸銅(II)水溶液（CuSO4aq）を電気分解しました。
(1),試験管に水溶液をとり、Pt電極をつけ乾電池につなぎ、電気分解した。
(2),(1)の溶液をそのままにして陽極と陰極を入れ換えて電気分解した。

...(1) 陽:気体が発生した→酸素の発生
　　　　　起こった事：2Ｈ2Ｏ→Ｏ2十4Ｈ+十4ｅ-

　　　陰:銅が析出した
　　　　　　起こった事：Ｃｕ2+十2ｅ-→Ｃｕ

...(2) 陽:析出した銅が剥がれ落ちる(溶解)
　　　　　気体も発生(酸素)
　　　　　起こった事：[Ｃｕ→Ｃｕ2+十2ｅ-，2Ｈ2Ｏ→Ｏ2十4Ｈ+十4ｅ-]？

　　陰:銅が析出した
　　　　　起こった事：　Ｃｕ2+十2ｅ-→Ｃｕ

[]内の半反応式が、それで正しいのかどうかわかりません。
また、正しかったとして、どうして(2)の陽極でH2Oも反応してしまうのでしょうか？電極に析出し、それ自身が電極となった銅が溶け出す以外にも反応は起こるものですか？

それから、(1)(2)を繰り返していると、反応があまり進まなくなりました。CuSO4水溶液の濃度が大きくなった（H2Oが減少した）からかなぁと思ったりしましたが曖昧で、詳しいこともわかりません。

以上のことや全体を通して間違っているところなど、教えてください。よろしくお願いします。

回答No.2

noname#256528 · ベストアンサー

まず[]の反応は正しいと思います。酸素が発生したならこの反応はありえます。
銅がイオン化して溶けるのは銅の精錬の反応と同じですから。
銅が溶解して白金電極の部分が露出してきたなら水が反応して酸素を出す反応も起こると思います。

繰り返すと進まなくなったですが、乾電池で実験とあるのでそこまで反応した数が多いとは思えません。なのでそこまで濃度が変わったと思えません。なので乾電池が弱くなったからこのようなことが起こったのではないでしょうか?ただ実験した時間が分からないのでここまでしか言えません。

お礼

ご回答ありがとうございます。
他の実験も行っていたので、回答者さんがおっしゃるように乾電池が弱ったのだとおもいます；
どうもありがとうございました。

回答No.1

noname#160321

>どうして(2)の陽極でH2Oも反応してしまうのでしょうか？電極に析出し、それ自身が電極となった銅が溶け出す以外にも反応は起こるものですか？
簡単に言えば(1)で起こった事がそのまま起こっているだけです。白金は非常に電気陰性度が小さく(言い換えれば陽イオンとして不安定)であるため(1)では溶け出せなかったのです。
(2)では銅は電位を与えれば溶解できるだけ、安定な銅イオン(Ｃu2+)を与えるので、銅の剥離(溶解)と酸素の発生が同時に起きます。

>、(1)(2)を繰り返していると、反応があまり進まなくなりました。
水溶液の水濃度、つまり水の体積は減ったでしょうか？それより電池が弱ったのではないかと思います。実際に起こっている事はあなたが測ってみる事でしか分かりません。

お礼

詳しいご説明ありがとうございます。
反応が進まなくなったことについては、水溶液の体積の変化は見られなかったので、おっしゃるとりに、電池が弱ったためだと思います。
どうもありがとうございました。