ダニエル電池
着眼点亜鉛板を硫酸亜鉛水溶液に、銅板を硫酸銅(Ⅱ)水溶液に浸し、素焼き板で仕切る。負極で \ce{Zn} が溶け、正極で \ce{Cu} が析出する。
\ce{(-) Zn | ZnSO4 aq | CuSO4 aq | Cu (+)}
負極: \ce{Zn -> Zn^2+ + 2e-} 正極: \ce{Cu^2+ + 2e- -> Cu}
- 素焼き板: 2つの水溶液がすぐに混ざるのを防ぎつつ、イオンを通して電気的なつり合いを保つ。
- 長く使うには、\ce{ZnSO4} は薄く、\ce{CuSO4} は濃くする。
例題
1
ダニエル電池で 0.10 mol の電子が流れた。亜鉛板と銅板の質量はそれぞれ何 g 変化するか。\ce{Zn}=65.4、\ce{Cu}=63.5。
解答
電子 2 mol で各 1 mol 反応するので、各 0.050 mol。
亜鉛板: 0.050 \times 65.4 = 3.27 → 3.27 g 減少
銅板: 0.050 \times 63.5 = 3.175 → 3.18 g 増加
亜鉛板: 0.050 \times 65.4 = 3.27 → 3.27 g 減少
銅板: 0.050 \times 63.5 = 3.175 → 3.18 g 増加
確認問題
1
放電中、素焼き板を通って \ce{SO4^2-} はどちら側へ移動するか。
答え
亜鉛側（\ce{Zn^2+} が増えて正電荷が過剰になる側）