一年一度的校園運動會又到了

小數蛙、狐狸貓、梨梨與麥麥

都有報名參加短跑比賽

到底誰會成為冠軍呢？

碰！比賽開始！

狐狸貓、梨梨與麥麥都十分賣力向前跑

小數蛙則快速地跳躍前進

頒獎時刻到了

第一名是小數蛙

梨梨拿到第二名

狐狸貓則拿到第三名

拿到獎牌的他們都非常開心！

領完獎之後

小數蛙和狐狸貓決定到便利商店買水來喝

看著琳瑯滿目的水

小數蛙發現有一種水叫作鹼性離子水

他很好奇這是什麼

難道水還有分這麼多種嗎？

他把疑惑告訴狐狸貓

狐狸貓告訴小數蛙

其實離子水是用電解的原理製作出來的

電解是一種

用直流電通於電解質水溶液中

在兩極發生化學反應的現象

科學家利用「電解」將水分解

發現竟然可以分解出不同的兩種氣體

小數蛙聽了覺得很神奇

水竟然可以被分解成氣體！

好希望可以自己動手試試看

狐狸貓笑著說

不如我們現在就來做做看電解水的實驗吧！

他們來到自然教室後

狐狸貓拿出燒杯

加入蒸餾水

並接上迴紋針

然後放入倒立

且裝滿水溶液的試管中

按下開關

等了一段時間後

小數蛙覺得很奇怪

怎麼看不出來有變化？

狐狸貓回答：

這是因為水本身難以解離

所以加入微量酸、鹼或可解離鹽類

可以增加水溶液的解離度

例如氫氧化鈉或是鹽酸等

小數蛙決定加入氫氧化鈉

加入後再按下開關

一段時間後

小數蛙發現迴紋針兩端竟然產生了氣泡

而且兩個試管好像也產生了不一樣的變化

狐狸貓很開心小數蛙有發現

他請小數蛙繼續觀察兩邊產生的氣體情形

小數蛙發現負極試管中的液面較低

所產生的氣體

看起來比正極還要多

狐狸貓回答：

這是因為水被電解後

兩電極分別發生不同的化學反應

在負極端反應為

電極獲得電子並產生氫氣

正極端電極產生氧氣並釋放電子

總反應式為：水分解產生氧氣和氫氣

產生氣體的體積比例為：氧氣1比氫氣2

表示負極所產生氣體

是正極產生氣體的兩倍

原來是這樣

可是我們要怎麼知道正負極的氣體分別是哪一種呢？

狐狸貓將正極端的試管取出

以點燃的線香檢驗

發現線香燃燒更旺盛

可以推測此氣體是氧氣

而以點燃的火柴靠近負極端的試管口

則會發出爆鳴聲

可以推測此氣體是氫氣

做完電解水的實驗後

小數蛙又開始思考

除了電解水以外

也可以電解其他的水溶液嗎？

狐狸貓告訴小數蛙：

當然可以！

我們接著來試試看電解硫酸銅水溶液

硫酸銅溶於水

會解離出銅離子和硫酸根離子

其中的銅離子會使水溶液呈現藍色

那麼在電解之後

會和電解水一樣

在兩極產生氣體嗎？

狐狸貓將碳棒固定在保麗龍上後

置入藍色硫酸銅水溶液中

並且連結正負極導線

通電後

正極的碳棒上開始冒出氣泡

過了一段時間小數蛙發現

負極端的碳棒上竟然出現了紅棕色固體

而且原本呈現藍色的硫酸銅水溶液顏色也越來越淡了

水溶液中發生了什麼化學反應呢？

以碳棒為電極

電解硫酸銅水溶液實驗中

負極端

銅離子得到由電池負極產生的電子

還原成銅原子

附著在碳棒上

使碳棒重量增加

在正極端

水被電解而釋放出氧氣、氫離子、電子

實驗過程中

碳棒上的小氣泡

便是水被分解後釋放的氧氣

此外

氫離子會使液體的pH值下降

溶液呈微酸性

綜合正負極反應

得到以碳棒電解硫酸銅水溶液的

總反應式為：

水與銅離子經電解後　產生氧氣、氫離子與金屬銅

小數蛙覺得一次進行兩個實驗很有趣

也對電解的原理有了更深的瞭解

他很開心地將實驗的結果整理成筆記：

電解就是一種

用直流電通於電解質水溶液中

在兩極發生化學反應的現象

電解水

與電解硫酸銅水溶液的結果

比較如下

最後狐狸貓跟小數蛙說

其實今天運動會拿到的獎牌上鍍的金屬

也是運用到電解的原理喔！

快幫小數蛙想想看

如何利用電解的原理在獎牌上鍍上一層金屬呢？

答案就在下一部影片中唷！