定番!化学実験 NaClの融解塩電解
準備
(1)試薬について
 特級NaClを用いる。市販の食塩は、炭酸マグネシウムが含まれているために、融解したときに液体が濁るので適さない。
 NaClにCaClを混合する。NaClの融点は800.3℃である。この温度まで加熱すると、硬質ガラスやホウケイ酸ガラス(パイレックスなど)は融けて容器が変形してしまう。NaClとCaClを54:46(モル比)で混合すると501℃で融解する1)。この温度では硬質ガラスやホウケイ酸ガラスは融けない。工業的製法であるDowns法は、NaClとCaClを混合している。
        V字試験管 (2)電解容器について
  φ16.5mmの試験管(ホウケイ酸ガラス製)2本をV字に接合したものを用いる。通常のガスバーナーでは加工が大変かもしれないが、硬質またはホウケイ酸ガラスのガラス管を折り曲げたものでもよい。ビーカーなどで電解を行うと、生成したナトリウムと塩素が反応しないように、隔膜などの対策をしなければならない。V字試験管を用いたので、隔膜は不要である。
 ホウケイ酸ガラスを加熱した場合、約700℃から黄色の炎色がガラスから出るようになり、さらに温度を上げるとガラス管の変形が始まる。ガラス管から黄色の炎色が出ないように加熱して融解すれば、容器はあまり変形しない。透明石英ガラス管(特注品4500円)であれば、変形の心配はない。
 一度使用した試験管の再使用は、不可能である。
(3)電極について
 陽極は炭素、陰極はステンレスを用いる。隔膜のないV字試験管では、陽極で発生した塩素が陰極に回り込み陰極の鉄と反応して融解塩に色がつくことがある。深田ら2)によると、陰極にステンレス、モリブデン、タングステンを用いると良好な結果が得られるとのことである
(4)加熱器具について
 通常のガスバーナーを3台用いる。簡単に融解することができる。ガスバーナー2台でも可能であるが、加熱が不十分なとき、片方の試験管で混合塩が固まり気体の逃げ口をふさぎ、他方の試験管に吹き出すことがある。

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