水の電気分解をして2つの気体を調べよう!【実験動画】

水を分解する方法

以前の学習で、酸化銀や炭酸水素ナトリウムを加熱すると2種類以上の物質に分かれることを学びましたね。

カルメ焼きのやつだね!

そうです!炭酸水素ナトリウムを加熱すると二酸化炭素が発生して膨らむって実験でした。

こんな風に1つの物質を2つ以上に分けることをなんていうか覚えていますか

分解!!

大正解!覚えやすい単語ですね♪

今回は「水」を分解していきたいと思います!

どうやったら水は分解できるんでしょうね?

加熱したらいいんじゃない?

今までの実験で使ってきた酸化銀や炭酸水素ナトリウムはガスバーナーで加熱をすると熱分解することができましたが、水の場合は加熱するとどうなるんだっけ?

沸騰しちゃう

そうなんです!水は加熱しても“状態変化”するだけで、酸化銀や炭酸水素ナトリウムのように“化学変化“は起きないんです。

状態変化ってなんだっけ?

状態変化固体↔液体↔気体のように物質の状態が変わることだったね。

状態が変わるだけで、物質そのものは変わんないから化学変化じゃないんだったね。

氷も水蒸気もどっちも水ってことね

そうです!水は熱じゃ分解できないけど、電気の力を利用すれば分解することができます! 

熱を使って分解する方法を「熱分解」といいましたが、電気を使って分解する方法は何というでしょうか?

電気分解!

その通り!電気を使った分解だから「電気分解」!わかりやすいね。

シンプルッ!

電気を使って物質を2種類以上に分けることを「電気分解」という

水の電気分解はこの装置を使って行います。

装置の中に水を入れて、電極と電源装置を繋いで電圧をかけると分解することができます。

でもこのままだとほとんど水に電流が流れないから「水酸化ナトリウム」を加えて電圧をかけます

水って電気流れないの??

はい、理由は3年生のイオンの学習で学ぶので詳しく知りたい!って人はコチラから学んでください。

水酸化ナトリウムはアルミニウムなどの金属を溶かす劇薬で目に入ると失明する危険性もあるから保護メガネをかけて実験をしましょう。手で触ってしまうと、薄めてあっても指紋が溶けてヌルヌルします。要注意!

水酸化ナトリウムは危険な薬品だったね!

電気分解の実験

水酸化ナトリウムを入れた水に電圧をかけて実験してみましょう。今回かける電圧は6Vです。

実験の様子を撮ったのでコチラのムービーを見てください!(最初の方の投稿だから編集へたくそですゴメンね)

(気体が発生するまで)

泡がものすごい出てきたね!

はい、水酸化ナトリウムを入れたおかげですごい勢いで反応してるね!

反応途中の気体の量に注目してみましょう!

陰極の方が気体が多い!

そうなんです!発生する気体の量がちょうど2倍になっていることには化学の秘密があるんです!今回の学習ではまだ謎のままだけど、この先の学習でわかるようになります!先に学習したい人はコチラ♪

陰極で発生した気体は陽極で発生した気体の2倍!!

さて発生した気体を調べてみましょう!

陰極で発生した気体に火のついたマッチを近づけてみます。さっきの続きを見てください!

大爆発だ!

スゴイ反応だね!この爆発が起きたってことは、陰極で発生した気体はなんですか?

水素!

大正解!陰極では水素が発生しています

陰極では水素が発生している

陽極の気体も調べるために火のついた線香を装置の中に入れてみます

線香がめっちゃ光った!

線香の火が激しくなったね!このことから陽極の気体はなんですか?

酸素

その通り!酸素には燃えるのを助ける性質がありましたね!

陽極では酸素が発生している

今回の実験でわかった水の電気分解の体積&発生した気体をまとめるとこんな感じです!

難しいな、、、

暗記する方法はコレがオススメ!リズムで覚えよう!

+・-・1・2・3・4!!

何度も繰り返して覚えようねっ

化学反応を文字で書くと

水 → 水素 + 酸素

になります!

酸素ができるってすごいよね

そうだよね!水から酸素をつくれるってスゴイよね。宇宙ステーションでは酸素を宇宙に持っていくとスゴイ体積になっちゃうから、宇宙に水を持って行って電気を流して酸素をつくります。

宇宙船を小さくできるんだね

そういうことです!電気のエネルギーの偉大さがわかるね!

今回のまとめ

水に電流を流れやすくするために水酸化ナトリウムを溶かす
陰極で発生する気体は陽極の2倍
陰極水素陽極酸素が発生する

今回の実験のフルバージョン動画はコチラです!復習に使ってくださいね♪

編集が下手で恥ずかしい(〃▽〃)

今回のまとめクイズ!

陰極で発生した気体の名称と体積の比として正しいのは?
水の電気分解
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次の学習も一緒に頑張ろうね!

次の学習

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プロフィール
ゆうしろ

私立中・高一貫校の現役理科教員です。
専門は生物学で、中学・高校理科の教員免許を持っています。
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