イオン化傾向と電子の移動

質問

この前実験で希硫酸にワニ口クリップを接続した亜鉛板と銅板をいれ電気の発生の様子を観察した後に硫酸銅水溶液を加えどのような変化が起こるか観察する実験を行ったのですが。硫酸銅水溶液を加えた方が加えなかった時よりたくさんの電気が発生しました。どうしてこのような事が起こるのでしょうか？
よろしくおねがいします。

回答No.2

noname#160321 · ベストアンサー

>>亜鉛板と銅板をいれ電気の発生の様子を観察した
ボルタの電池ですね。電圧「ボルト」の語源となっている有名な電池です。
>>硫酸銅水溶液を加えた方が加えなかった時よりたくさんの電気が発生しました。
少しわからないところがありますが。発生電気量(クーロン量）を測ったのでしょうか。電圧でしょうか。電流の大きさですか。みんな変わります。
１．電圧：
亜鉛｜硫酸｜銅の電池では
亜鉛極：Zn→Zn2+ ＋ 2e-　（還元電位-0.76Vvs.SHE)
銅極：H+ ＋ e-→H2　(同0.0V)
で電位差はおよそ0.8Vですが
亜鉛｜硫酸・硫酸銅｜銅の電池では、亜鉛極は変化無く
銅極：Cu2+ ＋ 2e- →Cu　（同0.34V)
で電位差はおよそ1.1Vです。
２．電流：
電極上に変化が無くても水に溶けている電解質の成分（支持電解質と呼ぶ）が増え、電気を運ぶイオンの数が硫酸イオンと水素イオンから追加の硫酸イオンと銅イオンの分増えましたので電流が大きくなります。ただし、単純な足し算はできません。硫酸イオンの一部が硫酸分子に戻る平衡が働くからです。
３．電気量：
亜鉛｜硫酸｜銅の電池では最終点が溶液中の亜鉛イオンの量(濃度)で決定されます。水素は出て行ってしまうので関係ないのです。
一方、亜鉛｜硫酸・硫酸銅｜銅の電池では亜鉛が溶け出す分銅が銅極に析出します。銅の析出がほとんど終わるまで放電が続きます。もちろん亜鉛の濃度も関係あるのですが、ややこしいのでここでは述べません。
ただ「ネルンストの式」という起電力と濃度の関係式があることだけ覚えておいてください。

お礼

ありがとうございました。
おかげで良いレポートが書けました。

補足

丁寧な回答ありがとうございます。
あと今回の実験ではワニ口クリップの先に電子アラームをつけ音が大きくなったのでたくさんの電気が発生したと判断したのですが、これは発生電気量、電圧、電流どれの変化によって音が大きくなったのですか？

回答No.3

martianmax

イオン化傾向の違いにより高いほうの板、ここでは亜鉛版ですね、それから発射された電子が銅板を通して硫酸銅水溶液中の硫酸銅の銅イオンに行くんです。言い換えれば銅イオンが受け取るんです。

イオン反応式
Zu　　→　Zu＾+　+　e＾-
Cu＾-　+　e＾-　→　Cu
化学反応式としては
Zu　+　CuSO^4　→　ZuSO^4　+　Cu
ちょっとわかりにくいかもしれません。

ようするに受け取る側の銅イオンがたくさんあればあるほどZuは遠慮なしにバンバンだせるので電子がいっぱい流れる＝電気が強くなる、なのです。
ZuとCu^+がいっぱいあればあるほど反応は長く続ます

お礼

わかりやすい説明ありがとうございました。
おかげで良いレポートが書けました。

回答No.1

TALLY-HO

<注意>
何らかの課題やレポートのテーマを記載し、ご自分の判断や不明点の説明もなく回答のみを求める質問は、マナー違反であり課題内容を転載しているものは著作権の侵害となりますため質問削除となります。こういった質問対し回答する事も規約違反となりますのでご注意をお願いいたします。

という規程がここにはあります。
貴方の質問に答えることはできますが、上記の理由で回答しません。
もちろん課題だと決めつけてるわけではないですが、
教科書に載っているような事ですので先生に聞きましょう。

お礼

何も知らずにこのような質問をしてしまってすみません。
今度から気を付けたいと思います。