理科

【中・高】化学解説 ~必見!!なぜ電解質だと電流が流れるのか~

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高力先生

こんにちは箕蚊屋教室の高力です。

早速ですが中学3年生の皆さん、

中間テストが終わり理科で勉強する内容が、

生物の単元から化学に変わったのでは無いでしょうか。

ここでは中学3年生が最初に化学で習う

電解質と非電解質について説明したいと思います。

 

高力先生こんにちは!

今日もよろしくお願いします!!

 

高力先生

まずはじめに、

電解質とは、水に溶けると水溶液が電流を通す物質、

非電解質とは、水に溶けても水溶液が電流を通さない物質です。

ではなぜこのように言われているのか、

順を追って見ていきましょう。

 

塩化ナトリウム(塩)が水に溶けることと、砂糖が水に溶けることは全然違う

高力先生

ここでは、電解質の例として塩化ナトリウム(塩)を、

非電解質として砂糖を例にしますね。

 

電解質と非電解質でよく出る物質を下にまとめたよ!

これは覚えておこう!!

 

電解質

  • 水酸化ナトリウム
  • 塩化水素
  • 塩化ナトリウム
  • 塩化銅
  • 硫酸

非電解質

  • エタノール
  • 砂糖
  • 純粋な水(精製水・蒸留水)

 

高力先生

まずは電解質である塩化ナトリウム

塩化ナトリウム(NaCl)を水の中に入れると

水分子(H2O)が帯びている電気の影響でNaとClに分かれます。

もともと塩化ナトリウムは、

ナトリウム原子と塩素原子が交互に並び続けることで、

構成されている物質です。

それが一つ一つのナトリウムイオンや塩化物イオンに分かれると小さいので、

目には見えなくなります。

私達はその現象を見て、塩が水に溶けたと判断します。

一方、非電解質の砂糖を水の中に入れるとどうなるのか。

まず我々が目にする砂糖とは、

砂糖分子同士が働きあって寄り集まり、

目に見えるほど大きな物質となったものです。

それを水の中に入れると、砂糖の分子が水分子を引き寄せ、一つ一つの分子に分かれていきます。

一つ一つの分子はとても小さいので目には見えなくなります。

私達はこの現象を見て砂糖が水に溶けたと判断します。

 

水に溶けているっていうのは、

塩化ナトリウムならイオンまで、砂糖なら分子までといったように、

目に見えなくなるまで分解されていた状態ってことなんだね!

 

溶けた際の構造が違うので水溶液の性質も違う

高力先生

ここで重要なのが、

塩はイオンとなって溶けたが、砂糖は分子として溶けた

ということです。

イオンとは、電子が不足しているもしくは余分にある状態で、

+もしくは-の電気を帯びています。

イオンの詳しい説明はコチラ⇒化学の基本を教えます 第2弾

一方、分子は電気を帯びていません。

このことが電流を流そうとしたときの違いとなって現れます。

 

+と-は引き寄せ合う

高力先生

N極とS極は引き寄せ合うように、+と-も引き寄せ合います。

その結果、

電流を流そうと陽極(+)と陰極(-)を水溶液につけ電圧をかけると、

陽極(+)に陰イオンが、陰極(-)に陽イオンが引き寄せられます。

さらに、

陰イオンは余分な電子を陽極に渡し、

陽イオンは足りない分の電子を陰極から得ます。

これは、

水溶液中で電気を帯びたものが移動していると考えられるので、

電流が流れたとみなされます。

ただし、砂糖は分子の状態で水に溶けているため、

陽極、陰極に引き寄せられるイオンがありません。

つまり、水溶液中で電気を帯びるものがないので、

電流が流れない(にくい)と考えられます。

ちょっとむずかしいので、

以下に要点をまとめます。

 

ポイント

  • 水に溶ける際電解質はイオンとなって、非電解質は分子として溶ける
  • イオンは、+の電気を帯びたイオンと-の電気を帯びたイオンがある
  • 電解質が溶けた水溶液に電流を流そうとすると、陽極(+)、陰極(-)にそれぞれ陰(-)イオンと陽(+)イオンがひかれる
  • 電気を帯びたものが水溶液中で移動しているので、水溶液に電流が流れたとする

高力先生

いかがでしょうか。

理科の世界は小難しい理論で溢れています。

イオンや電気の単元で理科を嫌いになってしまう生徒は多いですが、

大まかでいいので理屈を理解して勉強に励んでください。

 

電解質、非電解質がどういう仕組みで、

水溶液に溶けているかよくわかったよ~!

また、イオンが関係してたことも驚いた!

前のブログも見ながら、復習していこうっと♪

高力先生ありがとうございました!

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