平成27年度 問26

次の記述の、【　】に入る語句の組合せとして、最も適切なものはどれか。

　電気分解とは、自然に起こらない酸化還元反応を、外部から電気エネルギーを加えて強制的に起こす操作をいう。液体中に2本の電極を浸して電極の間に電圧をかけると、液体中の化学物質と電極との間で電子の受け渡しが起こり、結果として化学反応が進行する。このとき、電源の正極に接続した電極（アノード）では化学物質から電子が奪われて【 ア 】反応が起こり。反対に負極に接続した電極（カソード）では化学物質に電子が与えられて【 イ 】反応が起こる。酸化還元反応で生じる物質量と流れた電流量との関係はファラデーの法則によって定量化できるが、実際の場合は理論値以下の物質量しか得られないことが多い。この場合、（実際に得られた物質量）÷（流れた電流量から計算される物質の理論生成量）を【 ウ 】（100倍して%で表す場合もある。）という。また、電気分解中の両極間の電圧は、【 エ 】に【 オ 】と液体などのオーム損を加えた値となる。

選択肢	ア	イ	ウ	エ	オ
1	酸化	還元	電圧効率	理論分解電圧	整流器内部抵抗
2	還元	酸化	電流効率	標準水素電極電位	過電圧
3	酸化	還元	電流効率	理論分解電圧	過電圧
4	酸化	還元	電流効率	標準水素電極電位	過電圧
5	還元	酸化	電圧効率	理論分解電圧	整流器内部抵抗

解答解説

正答は3番です。

電気分解とは、電気エネルギーを用いて化学物質を分解するプロセスです。電解質溶液または溶融塩に電流を流すことで、化学反応を引き起こします。

直流電源に接続し、陽極（アノード）と陰極（カソード）でそれぞれ化学反応が起こります。以下の比較表を参考にしてください。

項目	陽極（アノード）	陰極（カソード）
外部直流電源	正極に接続	負極に接続
電子の動き	電子を与える	電子を受け取る
酸化還元反応	酸化	還元

理論分解電圧は、電気分解を行うために必要な最小の電圧を指します。ただし実際の分解電圧は理論分解電圧よりも大きくなり、その差を過電圧と呼びます。過電圧には抵抗過電圧、濃度過電圧、活性化過電圧があり、これらは電流の大きさによって変化します。

参考資料

電気分解とは（陽極陰極の区別・電極の場合分け・装置・水や水素の例））

rikeilabo.com

工業電解と分解電圧―電力効率とターフェルの式―

edu.yz.yamagata-u.ac.jp