- ベストアンサー
ジルコニアについて
初めて質問します。 ジルコニアに酸化カルシウムを混合させると、安定化ジルコニアになり空孔ができます。この安定化ジルコニアは固体電解質として利用され、酸素イオンが空孔を通る事で電流を流していますが、ここで何故空孔ができるのでしょうか?過去の質問を見てもこの部分に着目しているものはなく、文献で調べても良く分かりません。 ご存知の方おりましたら、教えていただきたいです。よろしくお願いいたします。
- ryouma_004
- お礼率77% (7/9)
- 化学
- 回答数1
- ありがとう数0
- みんなの回答 （1）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
Zrは4+、Caは2+なので、ZrがCaに置換されると電気的に中性を保つためには差の分すなわちO2- 一個分減らす必要があります。これが空孔となると考えて良いのではないでしょうか？
関連するQ&A
- 固体電解質形燃料電池について
固体電解質形燃料電池について質問です。 現在の電解質の酸化物はどのようなものでしょうか？ 安定化ジルコニア、セリアなどでしょうか？ また、研究している企業などを知っている方がいましたら 教えてください。 宜しくお願いいたします。
- ベストアンサー
- 化学
- セリア系固体電解質の電子導電性について
セリア系の固体酸化物電解質は酸素イオン導電性だけでなく，還元雰囲気下では電子導電性をもつそうですがその機構がよくわかりません． ご存知な方は教えてください．
- 締切済み
- 化学
- 燃料電池のイオンの通り道
燃料電池で水素が触媒作用によって水素イオンになり、電解質を通って+極へ行き、酸素イオンと結合し、水になる、という説明を見ます。もし電極を（囲って）独立させ、電解質を通って+極へ行かないようにさせたら電流は流れないのだと思います。理由は独立させると－極には水素イオン、+極には酸素イオンだけがたまることになる。+と－のイオンは水溶液の中に、一緒に存在するから正負のイオンどちらかだけがたまることはないから、と理解しています。 電解質の通り道があればそこを通ってイオンが移動できますが、では、針の穴くらいの通り道でもあればイオンが通ることができ、電流も流れるのでしょうか。針の穴くらいでもイオンは、通り道がある、と認識でき、（また酸素イオンがあると認識でき、)イオンは移動し、そして電流は流れるのでしょうか（針の穴でもつながっているから一つの水溶液の中のことになる）。それともある程度広い通り道がないとイオンは移動せず、電流は流れませんか？（もしくは電流が小さい） 水素イオンが出来てから、+極までいくのに時間がかかると思うので、電極を独立させても同じような気がするのです。でも結論だけいうと独立させると電流は流れないのだと思いますが。 何か勘違いしている所があるのかもしれませんが、分かりやすく説明できる方、よろしくお願いします。
- 締切済み
- 化学
- イオン化傾向と酸素との結びつきやすさ
イオン化傾向と酸素との結びつきやすさの質問です。カルシウムの方が鉄よりイオン化傾向が大きいのでカルシウムの方が鉄より酸素と結びつきやすい、つまりカルシウムの方が鉄よりも酸素と仲良しですぐにくっつくということですか？詳しく教えて下さい。酸素と結びつきやすいのはどちらですか？という意味です。お願いします。
- 締切済み
- 化学
- 固体イオン伝導体のイオン導電率と活性化エネルギー
固体イオン伝導体のイオン導電率と活性化エネルギーの関係について教えてください。 固体イオン伝導の活性化エネルギーというのはイオンがホッピングするときの障壁に相当するエネルギーと理解していますが、同じイオン伝導モデルを有していてキャリアの数も同等である材料の場合は、活性化エネルギーが低い物質は必ず高いイオン導電率を示すのでしょうか？ 学術論文等を読んでいると、しばしばこれらの関係が逆になっているケースを見かけます。 つまりアレニウスプロットにて、ある材料Aのプロットの傾きが材料Bよりも大きいにも拘らず、導電率の値がBよりも高くなっているような図を見かけます。 同じイオン伝導モデルを有していると考えると、これらの関係に矛盾を感じます。 回答していただきたいのは、 1) 活性化エネルギーが低い物質は必ず高いイオン導電率を示すものなのか？ 2) 1)の関係が必ず成り立つとは限らないのならば、その理由として考えられることは何か？ 3) セリア系の酸素イオン伝導体において「キャリアの数=酸素空孔の数」と考えても良いのか？ の3点です。 知識不足からトンチンカンな質問になっているかも知れませんが、ご回答をよろしくお願いいたします。
- ベストアンサー
- 化学
- 酸化カルシウム
炭酸カルシウムと酸化カルシウムが含まれている固体10.0gをとり、塩酸を加えて反応させたところ、標準状態で1.8Lの二酸化炭素が発生したとき、固体中の炭酸カルシウムの純度は何％かという問題についてです。 解答では炭酸カルシウムと塩酸が反応して塩化カルシウムと水と二酸化炭素ができることを利用して説明がされています。酸化カルシウムについては反応に無関係な不純物として扱われているようにみえました。 質問は次の２点です： （１）なぜCaO+2HCｌ→CaCl2+H2Oを同時に考えてはいけないのか？ （２）塩酸は水に溶けて水溶液の状態なのだろうと思うのですが、水とCaOとが反応して水酸化カルシウムになる反応を考えなくてよいのはなぜなのか？
- ベストアンサー
- 化学
- 水溶液中の炭素電極反応について質問です。
水溶液中の炭素電極反応について質問です。 ネットなどを調べると、炭素電極を陽極にして電解をすると炭素電極が二酸化炭素に なって減少するとありますが本当なのでしょうか？ 純度の高い炭素電極を用いれば、水溶液系ではほぼ不溶性陽極と見なせると思っていたのですが。 以下にネットの記述を調べて疑問に思ったことを示します。 ・陽極で発生した酸素が炭素と反応する →炭素と酸素が常温で有意な速度で本当に反応する？？ ・溶液中の酸素イオンによって酸化される →溶融塩でもないただの水溶液中に酸化物イオン(O2-)が存在する？？ 回答よろしくおねがいします。
- ベストアンサー
- 化学
補足
なるほど。 確かにそうですね、物質は安定の状態に収まると言う事からも考えられますね。それは格子の形がジルコニアの形を保ったまま、酸化カルシウムが入り込むという考え方で良いのでしょうか？そう考えなければ空孔ができると言う事は有り得ないですよね。