電池についての質問
- 酸性の水溶液では水素が発生しますが、中性、たとえばNaClaq(食塩水)では、何が発生するんですか?
- 1mol/l H2SO4(硫酸)とNaClaqでは、どちらの起電力の方が大きいですか?
- 亜鉛にスズ、鉄、銅、マグネシウム、アルミニウム、鉛を組みあわせて使う時(硫酸を用いる)、起電力の順番はどのようになりますか?理由もお願いします。アルミニウムと亜鉛、マグネシウムと亜鉛のときは他と違う向きだそうですが、純粋に電圧のみで。
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電池
初めまして。 電池についての質問です。 (1)酸性の水溶液では水素が発生しますが、 中性、たとえばNaClaq(食塩水)では、何が発生するんですか? (2)1mol/l H2SO4(硫酸)とNaClaqでは、 どちらの起電力の方が大きいですか? (3)亜鉛にスズ、鉄、銅、マグネシウム、アルミニウム、鉛 を組みあわせて使う時(硫酸を用いる)、起電力の順番はどのようになりますか?理由もお願いします。アルミニウムと亜鉛、 マグネシウムと亜鉛のときは他と違う向きだそうですが、純粋に 電圧のみで。 私は電池の仕組みもわかっていないので厳しいです。電池の仕組みについてのページがあれば、コピペしてくださるとありがたいです。 お願いします。
- Zol312
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ANo.1 補足です。 (0)酸化還元電位: 元素(一般的には原子団を含めて)の(溶液中での)酸化・還元されやすさ(イオンに成りやすさ)を示す値です。 (標準)酸化還元電位の順に並べたモノを「電気化学順列」といいます。 「金属のイオン化傾向」をより定量的にしめしたモノです。 (酸化還元電位は測定条件で変化しますから、標準の条件に従った値を「標準酸化還元電位」と言います。) 2H^+ + 2e^- →← H2 (註:矢印は上下に重ねて書きます。可逆反応を示します。) を標準の値(ゼロ)として表記します。 酸化還元電位の値の符号がマイナスの元素は酸化(金属の場合イオン化)しやすい。例 K。 符号がプラスのものは酸化されにくい。例 Cu。 (1)希硫酸溶液と食塩水: 例えば、亜鉛電極と銅電極を食塩水に浸したときは、 Znの標準酸化還元電位: -0.763 V Cu 々 : +0.337 V 亜鉛電極側: Zn → Zn^(2++) + 2e^- 銅 々 : Cu^(2++) + 2e^- → Cu の反応が進み、結果、全体としては、 Zn + Cu^(2++) → Zn^(2++) + Cu 金属のイオン化だけが進みます。 (NaCl は+/-のイオンとして電流(電子)を運ぶ役目をしているだけです。) 一方、 希硫酸溶液では、H^+ イオンが多く存在するために、金属板(金属電極)間の反応に加えて 2H^+ + 2e → H2 の反応が生じて水素が発生します。 (2)希硫酸溶液と食塩溶液での電圧について: 例えば、亜鉛と銅の場合、 Zn: -0.763 V H2: 0.0 V Cu: +0.337 V 標準酸化還元電位はこの通りですが、反応溶液中では、電極面での反応速度や電流・電子の移動速度など複雑な条件が絡むので、(厳密に計算すれば分かるかも知れませんが)私には分かりませんとしかお答えできません。 (3) スズ: -0.136V (Sn/Sn^(2++)) 鉄: -0.440V (Fe/Fe^(2++)) マグネシウム: -2.363V (Mg/Mg^(2+)) アルミニウム: -1.662V (Al/Al^(3+)) 鉛: -0.126V (Pb/Pb^(2+)) 電池としての電圧(電位差)はこれらの値の引き算でよろしいかと…。 例: 亜鉛と銅 → 0.337 - (-0.763) = 1.1(V) 因みに、1M 硫酸でのこの電池(ダニエル電池)の電位差は 1.1V とされています。 URL: SANYO 「電池の基礎知識」(初歩むき)↓ http://www.sanyo.co.jp/cs/academy/kisotisiki/kisotisiki.html TDK 「テクノ雑学」 未だ主役の身近なエネルギー源 (各種電池の起電力データ有り)↓ http://www.tdk.co.jp/techmag/knowledge/200510/index.htm 山形大学 (非公式)ホームページ 「電池」関連↓ https://a.yamagata-u.ac.jp/amenity/Knowledge.asp?DSN=Electrochem&nKnowledgeID=987 ウィキペディア(Wikipedia) 「電池」関連↓ http://ja.wikipedia.org/wiki/%e9%9b%bb%e6%b1%a0#.E5.8C.96.E5.AD.A6.E9.9B.BB.E6.B1.A0 いろいろ探してみましたが、教科書以外の各種の金属の組み合わせで電池を作る(原理的な)実験というのは案外無いものですね。 ご期待に添えず申し訳ありません。
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- kb-nike
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(1)水溶液を「電解すれば」ということとして: 食塩水では、水素(H2)と塩素(Cl2)が発生します。 (NaはNa+イオンになる傾向が強いのでNa(金属)が生成することはありません。) (2): 正確な答えを持ち合わせていません。 (3) 原則として、酸化還元電位の順になります。 電池の仕組み: 電池工業会のホーム・ページを挙げておきます。 このページの左側にいろいろな情報へのリンクがあります。
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