電池

質問

ボルタ電池が
Zn→(Zn^2＋)＋e^－
(2H^＋)＋2e^－→H2
の反応を起こすのはわかるんですけど、
ダニエル電池の
Zn→(Zn^2＋)＋e^－
はわかるんですけど、
(Cu^2＋)＋2e^－→Cu
になぜなるのかわかりません。。
どうしてでしょうか？？

回答No.2

Kemi33 · ベストアンサー

イオンか傾向は憶えてられますか？　今の場合に関係あるものでは「Zn > H > Cu」です。

　このことは，金属亜鉛が最も電子を出してイオン化しやすい事を意味しています。と同時に，銅イオンが最も電子を受け取って金属になり安い事も意味しています。

　この事を頭において「ボルタ電池」を考えてみます。ボルタ電池では，金属は電極である「亜鉛 Zn」と「銅 Cu」だけです。ですので，イオン化傾向の大きい「亜鉛 Zn」がイオン Zn(2+) になって溶け出します。

　　Zn → Zn(2+) ＋ 2e(-)

　一方，イオンとして存在するのは「硫酸の水素イオン H(+)」と溶け出してくる「亜鉛イオン Zn(2+)」ですから，イオン化傾向の小さい H(+) が電子を受け取り「水素分子（H2）」になります。

　　2H(+) ＋ 2e(-) → H2↑

　ダニエル電池の場合も同じ様に考えて下さい。金属はボルタ電池の時と同じ「亜鉛 Zn」と「銅 Cu」ですので，イオン化するのも同じ「亜鉛 Zn」です。

　一方，イオンとして存在するのはボルタ電池の「H(+), Zn(2+)」とは異なり，「亜鉛イオン Zn(2+)」と「銅イオン Cu(2+)」です。このうち，イオン化傾向が小さい方が金属になるのは先程と同じです。結果，お書きの反応になります。

　下記サイトの説明もご覧になってみて下さい。

　・http://www.geocities.com/yoshihitoshigihara/denchi.htm
　　基礎的な電池のまとめ

参考URL：

http://www.geocities.com/yoshihitoshigihara/denchi.htm

お礼

ありがとうございました、
わかりました。

回答No.1

shkwta

ダニエル電池は、次の構造です。
　(1)硫酸銅(II)水溶液に浸した銅板を正極とします。
　(2)硫酸亜鉛水溶液に浸した亜鉛板を負極とします。
　(3)両溶液の間は、硫酸イオンが通れる適当な隔膜でへだててあります。

硫酸銅(II)は水溶液中で次のように電離しています。
　CuSO4 → Cu^2+ + SO4^2-
硫酸亜鉛は、水溶液中で次のように電離しています。
　ZnSO4 → Zn^2+ + SO4^2-

それぞれに銅板、亜鉛板を浸したときの反応は平衡として書くと
　Cu ⇔ Cu^2+ + 2e^- [ア]
　Zn ⇔ Zn^2+ + 2e^- [イ]

どちらの反応も、導線をつながないときは、平衡状態になっていて左右どちらにも進行しません。
導線で両極をつなぐと、亜鉛のほうが銅よりイオン化傾向が大きいので、[ア]が左向き、[イ]が右向きに自発的に進行します。

したがって、導線をつないだときの反応は、
　Cu^2+ + 2e^- → Cu
　Zn → Zn^2+ + 2e^-

※このとき、亜鉛板から、導線を通って、銅板に電子が移動します。また、硫酸銅(II)水溶液から隔膜を通って、硫酸亜鉛水溶液に硫酸イオンが移動します。

よくわからなかったら、補足してください。