理科ラボ

実験道具 / 中学3年 化学

電気分解とイオンの動き

塩化銅水溶液や塩酸に電流を流して、陽イオンと陰イオンがどちらの電極へ移動し、何ができるかを粒子で見よう。電子の流れも見えます。

使い方

3ステップ
  1. 水溶液を選ぶ「水溶液選択」で、塩酸・塩化銅水溶液・砂糖水から選びます。
  2. 電流を流す「電流を流す」で電源につなぎます。左が陽極(+)、右が陰極(-)です。
  3. イオンと電子を見る陽イオン・陰イオンがどちらの極へ動くか、極で何ができるか、電子がどう流れるかを見よう。

全3ミッション。もちろん、自由に組み立ててもOK。

電気分解シミュレーター
左:陽極(+)
右:陰極(−)

電子が
陽極 ↓ 上の導線 ↓ 豆電球 ↓ 陰極 へ移動します。

やってみよう

ミッションに挑戦

上から順に進めると、少しずつわかるようになっています。「このミッションを始める」を押すと、ビーカーに水溶液が入ります。電流を流すのは自分で。

ミッション 1

塩化銅水溶液の電気分解

塩化銅水溶液に電流を流して、両方の極にできる物質を見る。

  1. 「電流を流す」を押そう。
  2. 銅イオン(Cu²⁺)と塩化物イオン(Cl⁻)は、それぞれどちらの極へ動いた?
  3. 陰極と陽極に、何ができた?

見るところ陽イオン・陰イオンの動く向きと、極でできる物質。

やってみたら開こう:わかること

CuCl₂ → Cu + Cl₂。陽イオンの銅イオンは陰極で電子を受け取って銅になり、陰イオンの塩化物イオンは陽極で電子をわたして塩素(気体)になる。

ミッション 2

塩酸の電気分解

塩酸に電流を流して、両方の極で発生する気体を見る。

  1. 「電流を流す」を押そう。
  2. 水素イオン(H⁺)は陰極へ、塩化物イオン(Cl⁻)は陽極へ動くか確かめよう。
  3. それぞれの極で発生した気体は何?

見るところ陰極と陽極で発生する気体。

やってみたら開こう:わかること

2HCl → H₂ + Cl₂。陰極では水素イオンが電子を受け取って水素が、陽極では塩化物イオンが電子をわたして塩素が発生する。

ミッション 3

砂糖水に電流は流れる?

砂糖水に電流を流そうとしたときのようすを、ほかの水溶液とくらべる。

  1. 「電流を流す」を押そう。
  2. 粒子は極へ動く? 豆電球はつく?
  3. 塩化銅水溶液のときとくらべよう。

見るところ粒子の動きと、豆電球のようす。

やってみたら開こう:わかること

砂糖は水にとけても電離しないので、水溶液中にイオンがなく電流が流れない。電気分解も起こらない。

この道具でわかること

わかること
イオンの移動陽イオンは陰極(-)へ、陰イオンは陽極(+)へ移動する
陰極陽イオンが電子を受け取って原子になる(銅、水素など)
陽極陰イオンが電子をわたして原子になる(塩素など)
電解質電離してイオンがあるときだけ、電流が流れて電気分解が起こる

塩素は有毒な気体です。実験で発生させるときは換気し、においを直接かがないようにします。

この実験道具は、現役の理科の先生が作ったシミュレーターを、作者の許可を得て理科ラボ向けに編集したものです。値や動きは学習用の模型で、実際の実験の結果と同じになるとは限りません。