물 전기분해 실험에서 나온 결과 해석해주세요ㅠ

Question

학교에서 물 전기분해 실험을 했는데 사진과 같은 결과가 나왔어요. 이건 증류수와 황산나트륨수용액을 넣은 용액에 BTB용액 넣은 거예요.. 검은 선이 -극, 빨간 선이 +극과 연결됐고, 검은 선이 있는 쪽에서 파랗게 변했습니다. 그럼 -극에서 수소기체, +극에서 산소기체가 발생한 것인 가요? 화학반응식을 통해서 설명해주세요ㅠ

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Answer 1

안녕하세요.

물의 전기분해 실험에서 검은 선(-극) 쪽에서 파란색으로 변한 것은 이온의 이동과 전기분해 반응의 결과로 보입니다. 이 실험에서 일반적인 화학 반응은 다음과 같습니다 :

음극에서의 반응 = 2H₂O(l) + 2e⁻ → H₂(g) + 2OH⁻(aq)

여기서 물 분자가 전자를 받아 수소 기체(H₂)와 수산화 이온(OH⁻)을 생성합니다. 수산화 이온의 증가는 용액의 pH를 상승시켜 BTB 용액이 파란색으로 변하게 합니다.

양극에서의 반응 = 2H₂O(l) → O₂(g) + 4H⁺(aq) + 4e⁻

물 분자에서 산소 기체(O₂)와 수소 이온(H⁺)이 생성됩니다. 이 과정에서 전자는 음극으로 이동합니다.

따라서, 검은 선(-극)에서 파란색으로 변한 것은 수산화 이온(OH⁻)의 생성 때문이며, 수소 기체가 발생한 것이 맞습니다. 반대로 빨간 선(+극)에서는 산소 기체가 발생했을 것입니다. 이러한 색 변화는 전극 근처의 pH 변화를 나타내는 것으로, 전기분해 반응의 진행을 시각적으로 확인할 수 있는 좋은 예입니다.