1円と10円と塩水で電池になるワケ

質問

1円、10円、塩水の間で何が起こっているのでしょう？

アルミ(1円玉）が電解液(塩水)に溶けて、銅(10円玉)へ電子が移動し、移動した電子が電解液の中の○○イオンと結合し、●●を発生させ、●●が10円玉にくっついて、そのうち電子が移動しきれなくなり、電池としての寿命を終える・・・とイメージしています。

そこで教えてください。

１：なぜ塩水とくっつけるとアルミは溶けてしまうのでしょう？
　理屈(化学式)を教えてください。

２：電解液の中の○○イオンは何イオンでしょうか？そして発生する●●は何でしょうか？

３：●●はどうして10円玉にくっつこうとするのでしょう？

４：そもそも私の上記イメージはあっているのでしょうか？

この質問は下記の、漠然としすぎた質問の反省から改めて書かせていただいたものです。
http://oshiete1.goo.ne.jp/qa5042824.html

よろしくお願いします！

回答No.1

c80s3xxx

説明の都合上，質問の番号を無視します．
まず，銅側では，最初は表面の酸化銅(II)の金属銅への還元，その後は，あるいはそれと平行して，空気中から溶け込んでくる酸素の還元がおこります．反応式はそれぞれ
CuO + H+ + 2e = Cu + OH-
O2 + 2H+ + 4e = 2OH-
この電子がアルミの溶解によって発生した電子です．
アルミが溶解したときに発生する電子のエネルギーが，上記の反応を起こすのに十分なエネルギーを持っているため，あるいは，言い方を変えると，上記の反応の電子を吸い取る力がアルミから電子を引きずり出せるくらいに強いから，この組み合わせで電気が流せます．
電子の持つエネルギーの尺度が，電圧です．銅とアルミの中にいる電子のエネルギーに，発生電圧分の「差」が生まれます．
溶存酸素に限らず，溶液の中に溶けているものが電極の上で反応するとき (電池，電気分解を問わず)，反応がおこることによって電極のそばではその濃度が下がります (消費されるわけだから)．濃度差が発生すると，濃いところから薄いところにものが移動し，濃度差をなくそうとします (拡散)．これが，電極にものがやってくる理由です．

電気分解の説明で，＋の電圧をかけると－の電荷を持ったイオン吸い寄せられてきて，というような説明をみかけますが，じつはこのような現象は通常の電気分解や電池ではほとんどおこっていません．電気的に引っ張られるという説明はわかりやすいようですが，ほとんどの場合に成立していない「大嘘」といってもいいでしょう．現実にはたまたま近くにいたものが反応して消費され，濃度差が発生するのでそれを埋めようと拡散がおこる，という形で供給が続きます．電気分解では多くの場合，攪拌すると電流がよく流れるようになるのも，この反応するべきものが電極に運ばれるのを促進するからです．＋の電荷をもったものが＋の電圧をかけた側で反応するとか，－の電荷をもったものが－の電極で反応するのは普通ですし，＋と－の組み合わせに比べてとくに反応しにくくなったりもしていません．
しかし，電気的に引っ張られる (電気泳動という) ことがおこりえないかというと，そういうわけでもなく，条件によってはおこります．たとえばタンパク質はDNAの分析にこの技術は欠かせません．しかし，通常の電気分解や電池の条件では無視できます．