家庭でトライ!!　身近なものを使った水の電気分解

準備するもの

• 醤油さし*1個
• ゼムクリップ2個
• 焼きミョウバン
• 9 Vの電池1個
• コップ1個
• 点火ライター

*醤油さしは材質が柔らかいプラスチックで，容積が4 mL程度の小さいもの

実験手順1

コップに焼きミョウバンをスプーン5〜6杯程度入れる。さらに，お湯を加えて，よくかき混ぜた後，お湯が冷めるまで待つ。

実験手順2

ゼムクリップ2個をのばし，ふたをとった醤油さしにさし込む。

＜注意＞ケガをしないように注意すること。

＜コツ＞醤油さしのふたをとり，醤油さしをつぶしてから，ゼムクリップを押し込むと上手く刺さります。

実験手順3

醤油さしの口いっぱいまで，ミョウバンの水溶液を吸い込ませる（醤油さしを指でつぶし，醤油さしの口を溶液に入れる。指の力を緩めると，自然と醤油さしがふくらみ，溶液が中へ入っていく。この操作を，2〜3回繰り返し，溶液を醤油さしいっぱいにする）。

実験手順4

ゼムクリップの電極を9 Vの電池につなぎ，電気分解させると気体が発生する。このとき，醤油さしから溶液がたれてくるので，容器で受ける。醤油さしいっぱいに気体がたまったら，電気分解をやめる。

＜注意＞ゼムクリップどうしが接触しないように注意！　接触していると，ゼムクリップが熱くなります

実験手順5

点火ライターをつけ，1 cm位離れたところから醤油さし内の期待を一気に点火ライターの炎に吹き付ける。

＜注意＞醤油さしの口は，人に向けないように注意！　このとき大きな音がします（＝小さな爆発）

実験の解説

電気分解すると，ゼムクリップの電極から気体が発生してきます。陰極（電池の負極とつながっている方）からは水素，陽極（電池の正極とつながっている方）からは酸素が発生しています。発生した水素と酸素の体積比は 2:1 となっています。各電極でおきている反応は次の通りです。

陰極：2H₂O＋2e^– → H₂＋2OH^– ⋯①

陽極：2H₂O → O₂＋4H⁺＋4e^– ⋯②

この2つの指揮を整理すると（①式×2＋②式）、 2H₂O → 2H₂ ＋ O₂ となり，全体としては水が分解されて，水素と酸素ができていることがわかります。

水素は可燃性の気体，酸素は物が燃えるのを助ける働き（助燃性）があります。この水素と酸素の混合気体に火をつけると，爆発がおこります。特に今回の実験と同じ水素と酸素の体積比が 2:1 でできた混合気体に点火したときが最も激しく反応します。このため，この混合気体のことを爆鳴気といいます。この実験は，小さな醤油さしを用いることによって実験をマイクロスケール化し，安全に行えるように工夫してあります。