君も化学者！ 水を電気分解してみよう！

準備するもの

• 硫酸ナトリウム
• 薬さじ（大）
• ガラス棒
• イオン交換水
• BTB溶液
• ビーカー100 mL
• 角形の醤油さし*2個
• 金属製のゼムクリップ2個
• セロハンテープ
• 駒込ピペット5 mL
• 9 Vの電池

*柔らかい材質のもの

実験方法1

硫酸ナトリウム水溶液をつくり，BTB溶液を加え水溶液の色を緑にする

実験方法2

醤油さしにのばしたゼムクリップを刺し込む

＜注意＞ゼムクリップを手に刺さないように注意すること

＜アドバイス＞ゼムクリップは，醤油さしに一度刺したら抜かないこと

実験方法3

醤油さしの広い面を合わせて，セロハンテープで貼り合わせる

実験方法4

実験方法1の水溶液を，醤油さしの口いっぱいまで，駒込ピペットを使って入れる

実験方法5

残っている水溶液に醤油さしの口を浸した状態で，9 Vの電池につなぎ，電気分解する

＜注意＞ゼムクリップどうしが接触しないようにする。接触していると，ショートしてゼムクリップが熱くなる

実験の解説

水H₂Oに硫酸ナトリウムを溶かして電気を流すと，水が分解され，陰極では水素H₂が，陽極では酸素O₂が発生します。この反応を水の電気分解といいます。化学反応式で表すと2H₂O → 2H₂ ＋ O₂となります。このとき，発生したH₂とO₂の体積の比は，この化学反応式からわかるように，2：1となります。

硫酸ナトリウム水溶液にBTB溶液を加えても，水溶液の色は緑のままで，この水溶液は中世です。ところが電気分解を始めると，陰極側では青（アルカリ性）に，そして，陽極側では黄（酸性）に変化します。このことから，陰極ではアルカリ性のもとであるOH^-が，陽極では酸性のもとであるH⁺が生成したことがわかります。陰極，陽極では，それぞれ次のような反応がおこります。この反応式の中のe^-は電子を表しています。

陰極：2H₂O ＋ 2e^- → H₂ ＋ 2OH^-

陽極：2H₂O → O₂ ＋ 4H⁺ ＋ 4e^-