イオン化傾向、ボルタ電池について

質問

高２の化学の問題なのですが、イオン化傾向が大きいZnから小さいCuへ電子が放出され、電流が起きるとありますが、
そもそもなぜZnからCuへ電子が放出されるのですか?
あと、このような化学電池を長持ちさせるにはどうしたらいいのでしょうか？
出来れば理由もお願いします。

回答No.2

noname#160321 · ベストアンサー

これだけでは非常に分かり難いのです。電池は専門に行っても悩まされる代物です。
乾電池などは+極は黒鉛ですから一見何も起きていないように見えます。
実際に起きているのは-極で
Zn→Zn^2+　+　2e-
だけなんですね、それも両極がつながれたときだけに起きるのです。
+極では
電解質の陽イオンが析出するか水が分解して水素が出るかです。
ですから水素がでないようにしてやるために酸化剤を加えると寿命が延びます。また陽極の金属と同じ種類の金属イオンを溶かしてやると寿命が延びます。今回は銅イオンを溶かしておけばいいわけです。
そして陽極と陰極をつなぐと亜鉛が亜鉛イオンになって溶けていき溶液中に銅イオンがあれば銅の上に銅イオンが析出してきます。
イオン化傾向の大きいマグネシウム、亜鉛、スズ、鉄など陰極として選ぶ金属は色々ありますが、最初に述べたように陽極の方は黒鉛でも良いので考えすぎると悩むところです。
m(_ _)m

お礼

お答えありがとうございます。
とても分かりやすかったです。

回答No.3

ht1914

硫酸銅水溶液の中に亜鉛板を入れる実験はやりませんでしたか。
亜鉛板の表面にどうが析出してきますね。銅メッキの原理です。

Ｚｎ＋Ｃｕ２＋→Ｃｕ＋Ｚｎ２＋

の反応が起こります。此処でＺｎからＣｕ２＋に電子が渡されています。これを利用している電池はダニエル電池です。
ボルタ電池でＺｎからＣｕに電子が移動というのは化学反応ではありません。金属の中を自由電子が移動したというだけです。Ｃｕは反応物質ではなく電気を流す導体としての役割と反応の起こる舞台としての電極の役割です。反応するのは銅板の近くにある溶液の中の物質です。
希硫酸を使っているのであれば
Ｚｎ＋Ｈ２ＳＯ４→ＺｎＳＯ４＋Ｈ２
の反応が起こることになります。
ダニエル電池は隔壁で両極を分離します。電極近くの物質が混ざらないので長持ちします。
ソーラーモーターで私がやった例でいうと
ボルタ電池は上手くいっても数分です。ダニエル電池では数時間回りました。

お礼

お答えありがとうございます。
こちらもとても分かりやすかったです。

回答No.1

nayamukun

ご質問の答えは、
全て、
貴方が持っている教科書に書いてあります。

貴方の教科書の記載を引用して、
どこが分からないのかを明確にして下さい。

お礼

お答えありがとうございます。
どうもこういう説明は苦手で・・・ご迷惑をおかけして申し訳ありませんでした。