質問: 水の電解分解で溶存するガスの濃度について 隔膜なしの電解槽で水の電気分解を行うと、陽極からは酸素、陰極からは水素が出てくると思います。十分な電流をずっと流し続けた場合、酸素と水素はそれぞれの飽和濃度まで水のなかに溶け込むのでしょうか。それともお互いが邪魔をしあって、ある程度以上は溶け込まないのでしょうか。 また、もしそれぞれが飽和濃度まで溶け込まない場合、それぞれの溶存濃度を計算で出すことはできるのでしょうか。 困っています。お分かりになる方がいれば、教えてください。
回答: 一般的に,溶解した気体の化学反応を考慮しなくていい場合においては,気体は溶解度が低いので,相互に溶解を邪魔したりする効果は無視できます. つまり,酸素も水素も,単独で測ったときの飽和量まで溶けると思っていいでしょう. なお,電気分解中で十分な量の泡が共存している場合には,飽和溶解度はそれぞれの気体が1atmのときのものと近似できます.なぜなら,泡の内圧がほぼ1atmだからです. また,撹拌のしかたが悪ければ,場所によって濃度の不均一もできます. 電気分解終了後は,どちらも外気に抜けていきますので,最終的には水素は0,酸素は0.2atmでの飽和量になるでしょう.