電池のしくみ(ダニエル電池)
着眼点イオン化傾向が大きい金属が負極(酸化される・電子を出す)、小さいほうが正極(還元が起こる)。電子は負極から導線を通って正極へ。
\text{負極: }\ce{Zn -> Zn^2+ + 2e-}\qquad \text{正極: }\ce{Cu^2+ + 2e- -> Cu}
- ダニエル電池: 亜鉛板を硫酸亜鉛水溶液に、銅板を硫酸銅(Ⅱ)水溶液に入れ、素焼き板(または塩橋)で仕切る。
- 素焼き板はイオンを通して電気的なつりあいを保ち、2つの溶液がすぐに混ざるのを防ぐ。
例題
1
ダニエル電池を放電させると、亜鉛板と銅板の質量はそれぞれどう変化するか。
解答
亜鉛板は \ce{Zn^2+} として溶け出すので減少、銅板には Cu が析出するので増加。
確認問題
1
亜鉛と銅の代わりにマグネシウムと銅を使うと、起電力はどうなるか。
答え
大きくなる(Mg のほうが Zn よりイオン化傾向が大きく、差が大きい)