電池の原理について

質問

なぜ硝酸ナトリウムの電解質溶液に亜鉛とマグネシウムの電極を入れて、銅線でつなぐと電気が流れるのですか？　亜鉛やマグネシウムよりナトリウムのほうがイオン化傾向が高いので、どちらの電極も変化しないのではないのですか？　どうしてもわかりません、教えてください

回答No.1

unyo12 · ベストアンサー

確かに、硝酸ナトリウム電解質溶液を電解質として利用した場合、亜鉛やマグネシウムよりナトリウムのほうがイオン化傾向が高いために＋極（電子を消費する側）でNa+の還元は起こりません。

　しかし、その代わりに、水の還元が起こって（２Ｈ2Ｏ ＋ ２ｅ- → Ｈ2 ＋ ２ＯＨ-）、マグネシウムの－極（Ｍｇ → Ｍｇ2+ ＋ ２ｅ-）と対をなして電池として働きます。

※　イオン化傾向の列に水素が（Ｈ）として入っているのは、「２Ｈ+ ２ｅ- → Ｈ2（２Ｈ2Ｏ ＋ ２ｅ- → Ｈ2 ＋ ２ＯＨ-）」というＨ+(Ｈ2Ｏ)のイオン化傾向を他の金属と比べるためです！

つまり、各極の変化は
－極：マグネシウムが溶ける
＋極：水素が発生する
となります。

参考URL：

http://tekipaki.jp/~lylle/print/p_denchi.html

補足

ほんとうにありがとうございました！！　理解する事ができました。　あともう一つだけお聞きしたいのですが、水素よりイオン化傾向の低い銅や銀などの２つの金属を電極に使用した場合は電流は流れないのですか？

回答No.3

unyo12

つまり、水素よりイオン化傾向の低い銅や銀などの２つの金属を電極に使用した場合は、溶液によっては電池反応は起こりません（(2)が存在しない水溶液を用いた場合は反応が起こらない、ということです）。

逆に、水素よりイオン化傾向の高い電極が片方だけでもある場合は、水溶液を用いる限り、たとえ溶液中に(2)に相当する金属イオンがなくても、水が還元される反応が起こってカバーするので、電池反応は起こる、ということも言えますね。

お礼

丁寧に本当にありがとうございます！　よくわかりました！

回答No.2

unyo12

電池反応は、【(1)溶けるもの（電極のうち、イオン化傾向の大きい方）】と【(2)析出するもの（イオン化傾向が(1)よりも小さい、溶液中の物質）】の２つの物質の反応が組み合わさって起こります。

　銅電極と銀電極の組み合わせの場合、(1)となりうるのは銅電極ですから、溶液中に銅イオンよりもイオン化傾向が小さい銀イオンや金イオンが存在する場合には電池として働きます（例えば、硝酸銀水溶液とか）。逆に、銅イオンやそれよりもイオン化傾向が大きい物資しか含まない溶液を用いた場合は電池反応は起こりません。
　・・・とまあ、こんな感じで(1)と(2)を考えていけば、様々な電池反応が起こるか起こらないかがわかると思います。