質問: 水の電気分解の実験で、陽極に発生する気体は何でしょう?
回答: 酸素

タイトル: 蒸発熱
温度計の表示温度が変化しなくなるのは感温部に正味の熱の出入りがなくなったときだから、観察2では、周りの空気や温度計のほかの部分から感温部に流れ込んでくる熱量と、アルコールに奪われる熱量とが釣り合っている。したがって、この実験では、温度計と空気がアルコールの蒸発に必要なエネルギーの源になっている。この節で挙げた例では、沸騰の場合も、蒸発の場合も、どちらも気化に必要なエネルギーは熱として液体に吸収されている。コンロで湯を沸かす例では、エネルギー源は化学エネルギーまたは電気エネルギーであるが、水はこれらのエネルギーを直接受け取っているわけではない。水を入れているヤカンやナベなどの底を通して、熱としてエネルギーを受け取っている。液体が気化するとき、多くの場合、気化に必要なエネルギーは熱として物質に吸収される。この熱のことも蒸発熱という。気化に必要なエネルギーは物質により異なる。

タイトル: 陽炎 (気象現象)
この上昇気流の部分を通る光が様々な向きに屈折されることで、陽炎が見える。このような現象は平原や砂浜など様々な場所で見ることができる。焚き火の炎の上、エンジンなどの排熱には明瞭なゆらぎが見られる。また、空気中だけでなく水などの液体中でも見られる。大気が光を屈折させて起こる現象は他にもある。蜃気楼の場合は、密度の異なる大気が層流的な流れをしているか静止していてほとんど混ざり合わないため、鏡写しのように一部分だけがきれいに分離して見える。

タイトル: 熱分解
ある種の熱分解は無水条件で行われる。固体の有機化合物を酸素を存在させずに強く加熱する場合、この現象が起こる(例えば揚げる、焙る、焼くなどの操作)。このような操作は通常の空気中でも行われるが、対象物の内側は酸素からは保護されている(表面では燃焼が起こる)。このような過程は、例えば木材のような、小型の固体状の燃料を燃焼させる場合にも起こる。実際、木を燃やしたときの炎は熱分解によって発生する気体の燃焼に由来し、木そのものの燃焼によるものではない。このため、木、プラスチック、布など一般的な素材の熱分解への理解は、防火や消火には特に重要である。古来、木材の無水条件での熱分解は炭の製造法として用いられた。現代では、金属工学、特に製鉄の目的に、大量の石炭がコークスに変換されている。ケロゲンの化石燃料への変換過程であるカタゲネシス際にも無水条件での熱分解が起こるとされている。

タイトル: 陰極防食法
異種金属接触腐食を逆手に取った方法。海水中や土中などの電解質中にある被防食体よりもイオン化傾向の大きいアルミニウム、亜鉛、マグネシウムのような金属(犠牲陽極)を接続し、両者間の電位差を利用して被防食体に電流を流す方式。陽極は次第に腐食するので交換が必要。陽極と被防食体の間に直流電源を設置し、常に電流を流すことでイオン化傾向に関係なく被防食体を保護する方式である。チタンなど腐食しにくい耐久性電極を用いることで長期にわたってその効果を保つ。

タイトル: 水素イオン指数
このpHの温度変化は、水の自己解離の度合いが温度により異なることに起因する。自己解離反応は吸熱反応なので、温度が高いほど解離が進む(ルシャトリエの原理)。60 °Cの純水に含まれる水素イオンの数は、0 °Cの純水に含まれる数のおよそ10倍である。空気に触れた純水は酸性を示す。ただし、リトマス紙を赤変するほどではない、ごく弱い酸性である。これは、空気中の二酸化炭素が水中に溶け込むためである。空気に十分な時間接した後の水のpHは25 °Cで5.6になる。メカニズムは以下の通り。水に溶け込んだ二酸化炭素分子 CO2 の一部は、水分子 H2O と反応して炭酸分子 H2CO3 になる。生成した炭酸分子のさらに一部は、電離して水素イオン H を放出する。炭酸の電離により放出される水素イオンの量は極めて少ないが、それでも純水に含まれる水素イオンの数十倍の量になる。

タイトル: 気体
ほとんどの気体は人間の知覚では観察が難しいため、圧力・体積・温度といった物理的性質と粒子数(物質量)といった性質で表す。これら4つの特性を様々な気体の様々な条件下で計測したのが、ロバート・ボイル、ジャック・シャルル、ジョン・ドルトン、ジョセフ・ルイ・ゲイ=リュサック、アメデオ・アヴォガドロといった人々である。彼らの研究によって最終的にそれらの特性間の数学的関係が明らかとなり、理想気体の状態方程式となって結実した。気体粒子は互いに十分離れているため、液体や固体ほど隣接する粒子に影響を及ぼしあうことはない。そのような相互作用(分子間力)は気体粒子の持つ電荷に由来する。同じ電荷は反発しあい、逆の電荷は引き付け合う。イオンでできた気体には恒久的な電荷があり、化合物の気体には極性共有結合がある。極性共有結合の場合、化合物全体としては中性であっても、分子内に電荷の集中する部分が生じる。

タイトル: 解離 (化学)
水のような溶媒に塩を溶解させると生じる塩の解離は、具体的には陰イオンと陽イオンが解離することを意味する(電離)。これは、溶媒を蒸発させることで塩に戻すことが可能である。

タイトル: 陽子放出
陽子放出(英語:Proton emission)は原子核から陽子が放出される放射性崩壊の崩壊形式。陽子放出はベータ崩壊に続く核の高位励起状態から生じ、これらの場合、崩壊過程はベータ崩壊陽子放出として知られている。また、陽子に富む原子の基底状態、低位状態異性体からも起こり、この場合は崩壊形式はアルファ崩壊に似ている。陽子が原子核から逃れるために、陽子分離エネルギーは負でなくてはならない。このため陽子は解き放たれ、有限の時間で核の外へ移動する。陽子放出は自然構築された異性体では見られず、多くの場合ある種の加速器を利用して核反応経由で引き起こされる。もっとも早い陽子放出は1969年、コバルト53の異性体に既に観測されていたが、西ドイツのGSIでの実験の際にルテチウム151とツリウム147の陽子の放射性基底状態が観測されるまでその他の陽子放出の状態は1981年まで見つからなかった。

タイトル: 電気化学的二元論
イェンス・ベルセリウスも同じ時期に塩の水溶液の電気分解を研究していた。 ベルセリウスは電気分解により陽極と陰極に生成する生成物から、元素を陽性と陰性という電気的な極性で分類し、またその程度を序列として表した。 これは現在でいうイオン化傾向の概念に相当する。またベルセリウスは元素同士の結合の強さや反応性は、元素の極性の強さ(電荷の大きさ)だけでなく、その分極のしやすさにもよるとした。 金属酸化物を硫黄で還元することを例にすると、硫黄は総合的には負電荷を帯びた陰性の元素であるが、金属より分極しやすい正電荷を持っている。 そのため硫黄は金属よりも効率的に酸素の負電荷と結合することができ、陰性元素にもかかわらず還元が起こるとした。また酸化物についてもそれぞれの陽性や陰性を考え、これは酸化された元素のもともとの極性によって定まるとした。

タイトル: 反陽子ヘリウム
反陽子と通常のヘリウム気体を単純に混合することで生成する。反陽子は、自発的にヘリウム原子中の2つの電子のうちの1つを除去し、元の電子の位置でヘリウム原子核の周りを回り始める。ヘリウム気体中に導入した反陽子の約3%でこの反応が生じる。大きな主量子数と約38の軌道角運動量を持つ反陽子の軌道は、ヘリウム原子核の表面からかなり遠くにある。そのため、反陽子は、最終的にその表面に落下して対消滅する前に数十マイクロ秒もの間、ヘリウム原子核の周りを回る。

タイトル: 基準電極
標準水素電極(ひょうじゅんすいそでんきょく、英: standard hydrogen electrode、SHE)とは、水素ガスおよび水素イオンの活量が全て1である時の水素電極である。水素電極は水素イオン(H)と水素ガスとの電気化学的酸化還元反応に基づく電極であり、次のような電極反応がおこっている。また、水素電極の電極電位は、ネルンストの式により次のように表される。ヴァルター・ネルンストの提案により、標準水素電極を全ての電位測定の基準とし、その電極電位 E ∘ {\displaystyle E^{\circ }} は全ての温度範囲において0であるとされた。標準水素電極を基準にして測定されたことを表すために、測定された電位の後ろに(vs. SHE)と付記されることがある。

タイトル: 陽子-陽子連鎖反応
この反応の第1段階では2個の水素原子 H(陽子)が結合して重水素 H となり、1個の陽子が中性子に変換した結果として陽電子とニュートリノ( ν {\displaystyle {\ce {\nu}}} )が放出される。ここで放出されるニュートリノは最大で0.42MeVのエネルギーを持ち去る。この第1段階は陽子が中性子に変換される弱い相互作用に依存しているため、極めてゆっくりと進行する。実際、陽子-陽子連鎖反応の中ではこの段階が律速となっており、太陽のコアにおける平均反応時間は140億年である。陽電子はすぐに電子と対消滅し、両者の質量エネルギーは2個のガンマ線光子によって運び去られる。また、この第1段階で作られた重水素は別の水素原子と融合してヘリウムの同位体であるヘリウム3 ( He 3 {\displaystyle {\ce {^3He}}} ) を作る。

タイトル: イオン源
ガスは、アノードとカソードの間のイオン源を流れる。正の電圧が陽極に印加される。この電圧は、内部カソードと外部カソードの先端間の高磁場と組み合わされて、プラズマを生成する。プラズマからのイオンは陽極電界によって弾かれる。これにより、イオンビームが作成される。

タイトル: アルカリイオン水
アルカリイオン整水器は、一般的に陰極及び陽極が隔膜で仕切られた構造の電解槽を有している。電解槽へ通水し電気分解をすると、陰極では還元反応が進行して水酸化物イオンと水素が発生して、アルカリ性のアルカリイオン水が生成されるとともに、陽イオンが多くなる。一方、陽極では水素イオンと酸素が発生して、酸性の酸性イオン水が生成されるとともに、陰イオンが多くなる。アルカリイオン水の飲用範囲は薬機等法でpH9〜10と規定されている。pH10を超えるアルカリ性の電解水は、飲用には不適とされている。電気分解の電流値を制御することでpHや溶存水素濃度を変化させることができる。アルカリイオン整水器は構造上の違いにより、水道等に接続して流水過程で電気分解する連続式電解水生成器と一定時間貯水し電気分解する貯槽式電解水生成器に大別されるが、いずれの場合も電気分解の原理は同じであり、薬機等法では同じ効果が認められている。