ダニエル電池の素焼き板について

質問

こんにちは。
ダニエル電池の素焼き板が、ＣｕＳＯ４水溶液と、ＺｎＣＯ４水溶液が混ざらないようにあるのはわかったのですが、なぜＳＯ４２－とＺｎ２＋が通りぬけられるようになっているのでしょうか？

ご存知の方教えて下さい。
よろしくお願いしますm(__)m

回答No.2

rei00 · ベストアンサー

陽極で起こる反応は　Zn → Zn(2+) ＋ 2e-　であり，陰極で起こる反応は　Cu(2+) ＋ 2e- → Cu　です。これらの反応が進むと，陽極付近は Zn(2+) 濃度が高くなり陰極付近は Cu(2+) 濃度が下がります。この時，どちらの極においても，対イオンである SO4(2-) の濃度は変化しません。

　その結果，プラスチックなどのイオンの移動ができない素材でしきった場合には，陽極側は Zn(2+) が SO4(2-) より多くなり，陰極側は SO4(2-) が Cu(2+) より多くなってしまいます。

　この状態では，Zn(2+) の多いところ（＋電荷を帯びた溶液）に＋電荷を持った Zn(2+) が溶け込むことになり，反応が起こりにくくなります。同様に，SO4(2-) が多い（－に帯電した）溶液から＋電荷の Cu(2+) が電極へ近づいて Cu に変わる反応も起こりにくいです。つまり，イオンの移動が無い状態では反応がすぐにストップしてしまいます。

　これに対して，イオンの移動が可能な素焼きの板を用いた場合，陽極で生じた Zn(2+) イオンは SO4(2-) が多い陰極側に流れていき，逆に陰極側で過剰になった SO4(2-) イオンも陽極側に流れていく事で，上記の溶液の＋や－への帯電が起こらないため，反応が継続します。

補足

こんばんは。
どうもありがとうございます。

陽極は電子を与える側なので、Cu(2+) ＋ 2e- → Cu　の反応が起こるのは陰極でしょうか？

なるほど、Zn(２+)がたくさんあるところには、+の力がつよすぎて限界があるのですね。

あと、
＞SO4(2-) が多い（－に帯電した）溶液から＋電荷の Cu(2+) が
＞電極へ近づいて Cu に変わる反応も起こりにくいです。
というのは、Cｕ(２＋)が銅板に行く前に、ＳＯ４(２－)に引きつけられてしまって銅板に行きにくいという事ですよね。

納得できました。
明日テストなのでがんばりたいと思います！
どうもありがとうございました！

回答No.3

rei00

rei00 です。お礼拝見しました。

> 陽極は電子を与える側なので、Cu(2+) ＋ 2e- → Cu　の
> 反応が起こるのは陰極でしょうか？
　スミマセン～，用語の使い方が間違ってますね。「陽極」や「陰極」は電気分解の時の用語で，電池の場合は「正極」と「負極」です。申し訳ありません。

　ANo.#2 の中の「陽極」は「負極」に，「陰極」は「正極」に直して読んで下さい。お願いします。

> というのは、Cｕ(２＋)が銅板に行く前に、ＳＯ４(２－)に
> 引きつけられてしまって銅板に行きにくいという事ですよね。
　その通りです。

> 明日テストなのでがんばりたいと思います！
　結果はどうだったでしょうか・・・。私のミスが影響しなければ良いのですが・・・。

補足

こんにちは～。
げげ・・陽極と正極って違うのですね～
って最初から知らなかったから全然影響はしなかったのでだいじょぶです（笑）
ちゃんと覚えておきます！

テストにはダニエル電池とボルタ電池はあんまでなかったのですが、
イオン化傾向を利用したような問題がかなり出たので、基礎を教えていただいてたのでけっこうできました♪
ありがとうございましたm（__）m

回答No.1

BCT

ダニエル電池では素焼き板は多孔性膜と同じ役割をはたします。
多孔性膜は細かい穴がたくさんあいている膜で、
ある大きさ以下の物だけをとおす、ふるいのような役割を持っています。

プラスチックやガラス板では、素焼き板にあるような小さな穴がないから
イオンが通りぬけれないのです。
（イメージがつかみにくかったら、素焼きの表面を顕微鏡で見てみては？
　残念ながらネットでは写真は見つかりませんでした。）

補足

どうもありがとうございます。
膜のような性質を持っていることはわかったのですが、
どうしてイオンがいききしないと、ダニエル電池が成立しないのかがわからなくて(^^；
どうしてなのでしょうか？
よろしかったら教えて下さいm(__)m