• 締切済み

電池の原理(ダニエル電池)

ダニエル電池の負極はZn→Zn2++2e- 正極はCu2++e-→Cuとなりますがなぜこうなるのかがさっぱりわかりません。まず、負極のほうではいったいなにが起こってどう反応しているんでしょうか?このZnとは硫酸亜鉛水溶液に入っている亜鉛版のことなんでしょうか、あとどうやって亜鉛版がイオン(-)になるんでしょうか?そして正極の銅のほうはどうなるんですか?亜鉛版から来たイオンが銅版に伝わってそれによって銅版から電流が走る。でも教科書の図には亜鉛版と銅版の中心にイオンが書かれているんですが二つともZn2+,Cu2+が板の中心ではなく外に書かれています。これはどういうことですか?ここの部分がわかりません。 最初らへんにも言ったんですが、負極と正極の反応式?はどういうことをいっているのかわかりやすく説明してくださるととてもうれしいです。本当にありがとうございます。

  • 化学
  • 回答数1
  • ありがとう数1

みんなの回答

  • Ichitsubo
  • ベストアンサー率35% (479/1351)
回答No.1

授業を聞いてました?? >なぜこうなるのかがさっぱりわかりません。 ヒント:イオン化傾向 亜鉛と銅ではどちらがイオンになりやすいのか。 イオンになりにくいほうがイオンになってて、なりやすい方が単体のままという逆転現象が起こっていますね。 >Znとは硫酸亜鉛水溶液に入っている亜鉛版のことなんでしょうか 亜鉛版とは亜鉛板のことだとして、それ以外に考えられないでしょうに。 >あとどうやって亜鉛版がイオン(-)になるんでしょうか? イオン(-)って何でしょう?? 亜鉛が電子を失うと亜鉛イオンZn^2+になります。 >亜鉛版から来たイオンが銅版に伝わってそれによって銅版から電流が走る。 おっしゃる意味がよくわかりません。 亜鉛が放出した電子が、外部の回路を通って銅板に行くことを勘違いしてませんか? >教科書の図には亜鉛版と銅版の中心にイオンが書かれているんですが二つともZn2+,Cu2+が板の中心ではなく外に書かれています あたりまえでしょう。Zn^2+もCu^2+も水溶液中にあるんだから。

buffe1212
質問者

お礼

ありがとさん!

関連するQ&A

  • ダニエル電池についてです。

    ダニエル電池についてです。 素焼き板は硫酸亜鉛水溶液と硫酸銅水溶液が混じらないようにするためと、イオンが通過できるためとあって、負極では陽イオンが増え、正極では陽イオンが減るため、亜鉛イオンが負極から正極側へ硫酸イオンが正極から負極側へ移動するとありました。 そこで疑問なんですが、 (1)まず亜鉛が亜鉛イオンになる仕組みがわかりません。硫酸亜鉛や硫酸イオンと関係があるのでしょうか (2)なぜ陽イオンが増えたり減ったりしたら、亜鉛イオンや硫酸イオンが移動するかわかりません (3)亜鉛イオンが負極から正極側へ移動するということは、正極側にはもともとあった硫酸銅水溶液+移動した亜鉛イオンと硫酸イオンがくっついてできた硫酸亜鉛水溶液ができるということになりますか? 長くなりましたがよろしくお願いします。

  • ダニエル電池の隔膜を使わない場合&水素は発生しますか?

    ダニエル電池の隔膜を使わない場合、どのようなことが起こるのでしょうか。 正極にCu板・硫酸銅溶液、負極にZn板・硫酸亜鉛溶液をつかっているのですが。 隔膜を使わないということは、液が混ざるということですか?(そんな単純じゃないですよね) また、上のような板と液のダニエル電池の場合、負極にイオン化傾向の大きな亜鉛が使用されていても、表面では水素発生は起こりませんよね?。 液に水素系がないからだと思うのですが。 長々と記してしまいましたが、上の2点、よろしければ教えてください。

  • ダニエル電池について

    初歩的な質問ですみません・・・。 ダニエル電池の素焼き板ってありますよね。あれは教科書を見るとイオンを通すらしいんです。 ZnとZnSO4を素焼き板の左側、負極側。CuとCuSO4は右側、正極側。 まずイオン化傾向はZn>Cu なので Cu2+ イオンが水中にあれば、Zn2+が水に溶け出す変わりに、Cuが析出しますよね。 Zn→Zn2+ +2e- Cu2+ +2e-→Cu けど、正極側(Cu)のほうになぜCuが析出するのですか・・・? 単純に電池とかじゃなくて、ZnをCuSO4水溶液につけたら、ZnにCuが析出しますよね。 電池になると、負極側のZnではなくて、なぜ正極側に析出するのでしょうか・・? 絵を見ると、e-が導線をつたって正極側に行ってるので、そのe-(電子)をもらって陽イオンが析出するんだな。 って気がするのですが、なぜe-は導線をつたって移動するのですか? また疑問におもったのですが、素焼き板はイオンを移動してしまうのになぜあるのでしょうか・・・?板をとっても電池として機能するのではないですか?? 教科書の説明はただ強引にこういうことが起こってるから、納得しろ。見たいに書いてありますが、CuにCuが析出する理由もわからないし、なぜe-が導線を通るのでしょうか・・・。もしかして当然そんなことは分かるとして説明が省略されているのかもしれませんね。 回答よろしくおねがいします。

  • 高校化学(酸化還元、電池の考え方)

    高1生で教科書を独習中です。よくわからないので、教えてください。 ダニエル電池について、教科書では、負極ではZn→Zn^(2+)+2e^(-)正極では、Cu^(2+)+2e^(-)→Cuという反応が起きていて、Zn>Cuより、Znが還元剤となっているという内容の説明があります。 (疑問点) 図から見ると正極での反応によって出たZn^(2+)は水溶液ZnSO4中に出て行っている。 また、それぞれの水溶液ZnSO4とCuSO4について、ZnSO4→Zn^(2+)+SO4^(2-)、CuSO4→Cu^(2+)+SO4^(2-)とそれぞれ電離していて後者のCu^(2+)が2e^(-)と反応しているようにみえます。 正極、負極での反応は銅、亜鉛単独によるものではないのでしょうか? ZnSO4とCuSO4はどのような役割(反応)をしてるのでしょうか? Zn>Cuよりとありますが、両極のうちイオン化傾向が大きいものが還元剤となるのでしょうか?(上の質問と繰り返しになりますが、水溶液は候補にはならないのでしょうか?)

  • ダニエル電池において起電力と濃度の関係

    (-) Zn | ZnSO4 aq || CuSO4 aq | Cu (+) 負極 : Zn → Zn2+ + 2e- 正極 : Cu2+ + 2e- → Cu 全体 : Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu ここで、起電力の上げ方について質問です。 起電力を濃度で上げる方法が以下の記述にあります。 「放電により負極の溶液中にはZn2+が減少するので 硫酸亜鉛水溶液は希薄なほど、正極の溶液中ではCu2+が減少するので 硫酸銅(II)水溶液は濃厚なほど起電力は大きくなる。」 しかし、起電力については負極と正極の電位差次第で大きくなるとしか知らないので、 この説明をされてもわかりません。 高校でならう内容なんですか。 起電力が上がる方法の原則を提示してもらいつつ (解説は電位差で解説しておらず、濃度で解説しているので原則は存在すると思うんですが)、解説をお願いいたします。

  • ダニエル電池について

    ダニエル電池の仕組みと、半透膜の存在意義がいまいちわかりません。 まず、ZnSO4水溶液にZnの電極を入れて、なぜイオンになっていくのでしょうか。 水溶液中にはZn2+イオンがあるので、負極のZnがわざわざイオンになる必要があるのでしょうか? また、これをCuSO4水溶液のみで行ってはだめなのでしょうか? CuSO4水溶液で行えば、Cuよりイオン化傾向の小さいZnはZn2+として溶け出し、 正極では水溶液中のCu2+が析出してCuになり万事OKな気がするのですが・・・

  • ダニエル電池

    ダニエル電池の負極をアルミニウム板と硫酸アルミニウム水溶液にかえると各極の反応式はどうなるのでしょうか?正極は、銅を硫酸銅です。

  • ダニエル電池についての?

    ダニエル電池において、硫酸亜鉛水溶液(負極)と硫酸銅II水溶液(正極)の液量(モル濃度は一定として)を仮に2倍にすると電池の寿命はどうなりますか。 というか、負極活物質は亜鉛なので亜鉛の量を2倍にしなければいけないのかここのところもよくわからないところですが。 また、液量は一定でモル濃度を2倍にした場合はどうですか。

  • ダニエル電池の原理が分かりません

    ダニエル電池では2つの電極の間に素焼き板などを挟みます。これは、ZnSO4とCuSO4を混ぜずに、且つ、Zn2+とSO42-の移動を遮らないためだそうですが、この理由が分かりません。2つの液体が混ざると不都合が起きるのは分かるのですが、Zn2+とSO42-の移動を遮るとどんな不都合が起きるのでしょうか? 反応式を見ても、Zn2+とSO42-が移動後に反応に関わっている様子はありませんし、遮断しても問題無いように思います。ですから、素焼き板では無くガラス板でも良い様に思ってしまいます・・・。 基礎的な質問で申し訳ありませんが、よろしくお願いします。 ●参考 【負極】Zn → Zn2+ + 2e- 【正極】Cu2+ + 2e- → Cu 添付写真はダニエル電池の図です。

  • ダニエル電池について教えてください。

    ダニエル電池について教えてください。 先生が 溶液の濃度をわずかに変えるだけで、ダニエル電池を少しだけ長持ちさせ、起電力を少しだけ上げることが出来ます。 負極では、亜鉛の単体がイオン化する反応が起きているので、負極の電解液の濃度は薄いほうがイオン化しやすいです。 反対に正極では、電解液のCu2+イオンが単体になって析出していく反応が起きているので、もし電解液の中からCu2+イオンがなくなれば反応は終わりです。なので、正極の電解液の濃度は濃いほうが長持ちで反応が進みやすいです。 と授業で言っていたのですがこの意味がいまいちよくわかりません。 もう少し簡単に教えていただけないでしょうか? 自分的にはダニエル電池の構造は一応理解しているつもりです。 どなたか教えてください。 よろしくお願いします。