Chemistry
มัธยมปลาย
เคลียร์แล้ว

水酸化ナトリウムの製法についての質問です。疑問に思ったことが二つあります。一つはなぜ、イオンが動きたがるのかということです。陽イオン交換膜によって、ナトリウムイオンだけが、移動すると書いてありますが、そもそもなぜ、これらの3つのイオンは移動しようとするのでしょうか?
二つめは、ナトリウムイオンと水酸化物イオンが反応して、水酸化ナトリウムになる過程についてです。ナトリウムイオンはイオン化傾向が強いはずなので、イオンのままでいたいはずなのに、なぜ水酸化ナトリウムになるのでしょうか?
文章が読みづらいかも知れませんが、どなたか教えて欲しいです。

● 別冊口 38 表的な酸化剤 常に大きく、 こしまいます。 に反応しま STAGE 3 NaOHの工業的製法 別冊 p. 38 セッケン, 紙, 合成繊維の製造など化学工業で大量に利用されている水酸化 ナトリウムNaOHは,食塩水を電気分解することによって工業的に製造され ています。 実験室での合成法とは異なり,一般に工業的製法は品質のいい製品を大量に 安く合成するために,さまざまな工夫が重ねられています。 原料物質は安価な 方がよいので,食塩水は適当なものといえるでしょう。 イオン交換膜法 た。 起きます 参照 p.30 こうかんまく NaOHの現在の工業的製法であるイオン交換膜法の概略図を次に示しまし OIOH + IOH OH 15 TON 陽極室 陰極室 飽和NaCl水溶液 2 H2 HO L (Na+) OH Fe陰極 酸性酸 陽極 + C Cr OH OH H2O (Na+ ウムは Cr Na+ (H2O 金 (C) 陽イオン交換膜 NaCl水溶液 の十五の NaOH水溶液 陽極2C→ Cl2 + 2 陰極 2H2O +2H2 + 20H_ <イオン交換膜法〉 (1) イオン交換膜法における両極での反応 三離反 ① 陽極室 陽極室には,Na+, CI, H2O が入っています。 この中で最も電子を取られやすいのはCIですから,電圧をかけると次の 反応が起きます。 反 2C|¯| → Cl2 + 2e__ 13族・・アルカリ金属 119
ダ N = TL r 池 + ス 5 a ② 陰極室 陰極室にはNaOH, H2O が入っています。 純水ですと電気伝導度が 悪いので,NaOHをあらかじめ少しだけ溶かしてあるのです。 この中で最も電子を受け取りやすいのはH2Oですから, 電圧をかけると 次の反応が起きます 参照 p.58 2H2O + 2e (2) 陽イオン交換膜の役割 陽イオンのみを通す膜 → H2 + 2OH ① 陽イオン交換膜の役割の1つは,陰極室で生成したOHが拡散して,陽 極室に入りこむのを防ぐことです。 陽極室では酸性気体の塩素が発生してお り 次の反応が起きています。 Cl2 + H2O HCI + HCIO HOSH ここにOHが入りこむと,次の反応によって消費されてしまい,せっか くの製品であるNaOHが失われ不都合なのです。 反応が起きます Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaCIO + H2O ②もう1つの役割は,陽極室から CIが陰極室に混入して不純物となるのを 防ぐことです。なお, Naは陽イオンですから膜を通過して陰極室に移動 できます。 ( 3 ) 全体の反応 STAGE 4 ガ Na2C 塩 Na す。 (1 応 2 応 トリ 以上のことを考慮しつつ, ①式十式よりe を消去して両辺に2Naを 加えると,この製法の全体像が次のように理解できます。 2NaOH + Cl2 2NaCl + 2H2O → m 陽極室で消費 www 陰極室で生成 H₂ 安 な適
アルカリ金属

คำตอบ

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質問①
イオンが水溶液中で移動するのは、主に電気的な引力と反発力、そして電気分解装置においては電極による電位差があるため。

静電気力: 陽イオンは負の電荷を持つ陰極に引き寄せられ、陰イオンは正の電荷を持つ陽極に引き寄せられます。

電位差: 電気分解では、外部から電圧(電流)をかけることで電極間に電位差が生じ、これがイオンを強制的に移動させる駆動力となります。 

質問②水酸化ナトリウムが生成する理由
ナトリウムイオン(Na⁺)はイオン化傾向が強いですが、これは「水溶液中でイオンのままでいたい」という性質ではなく、「電子を放出して陽イオンになりやすい」という性質です。
水酸化ナトリウムの生成は、イオン化傾向とは別の原理に基づきます。 

陰極での反応: 陰極では、ナトリウムイオン(Na⁺)ではなく、イオン化傾向がナトリウムより大きい水分子(H₂O)が電子を受け取って還元されます。
2H2O+2e- → H2+2OH-

水酸化物イオンの生成: この反応によって水酸化物イオン(OH⁻)が生成し、これが陽イオン交換膜を透過してきたナトリウムイオン(Na⁺)と水溶液中で結合します。

イオン結合: 生成した水酸化ナトリウム(NaOH)は、水溶液中では安定なイオン結晶として存在します。

イオン化傾向は、金属単体が電子を失う反応のしやすさを示す指標であり、すでにイオンになっているNa⁺がOH⁻と結合してイオン結晶を作る過程とは直接の関係はありません🙇

はるた

すごく丁寧でわかりやすかったです!。ありがとうございました😭

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