- ベストアンサー
イオン化傾向とボルタ電池についての質問
- ZnとCuを組み合わせた普通のボルタ電池では、負極ではZnがイオン化してZn2+となり、正極では2H+が還元されてH2となります。
- イオン化傾向が大きい金属（例えば、ZnとSnの組み合わせ）を用いた場合、起電力は小さくなります。正極ではSnがイオン化しSn2+となり、同時に2H+が還元されてH2となります。
- イオン化傾向が小さい金属（例えば、ZnとAgの組み合わせ）を用いても、ZnとCuの組み合わせと同じ反応が起き、起電力は同じになります。
- パんだ パンだ（@Josquin）
- お礼率56% (27/48)
- 化学
- 回答数3
- ありがとう数3
- みんなの回答 （3）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
順番を変えて。 2.ご推察の通りです。ただし、水素過電圧の影響がありますからその分かわってくるかもしれません。 3.4.起電力は生じないと考えて良さそうです。 1.おそらくそのようになりそうです。Zn-H2より起電力は小さくなるでしょう。 Josquinさんはこちらでも正確な回答をされる専門家であると私は感じておりますので、おそらく見抜いてはいらっしゃると思いますが、ノートPC等に使われる充電池はリチウムイオン電池であり、リチウム電池ではありません。リチウム電池はほとんどの製品が充電不可ですね。
その他の回答 (2)
- toshiz00
- ベストアンサー率37% (20/54)
金属のイオン化傾向は、 金属の昇華熱 原子のイオン化ポテンシャル（イオン化エネルギー…電子を取り去ってイオン化するために要するエネルギー） 陽イオンの溶媒和エネルギー（溶媒から引き離すのに必要なエネルギー） による標準電極電位（2H+ + 2e- → H2 0V…基準）によって決まる。 故に活量の値を考えなければ起電力はこの差（標準電極電位）によって求められるのでこれを参考に考えてみてください。 なお触媒について考えればこれらの答えは導きられると思います。
補足
ダニエル電池なら標準電極電位で考えられると思いますが、 問題にしているのはボルタ電池です。特に、 １．イオン化傾向がH2より大きい金属同士の組合せ ３、４．イオン化傾向がH2より小さい金属同士の組合せ のときがわからないのです。 触媒はどういう関係があるのでしょうか？
- chiyomax
- ベストアンサー率11% (1/9)
確かに電子の流れだけを考えれば理論的には可能です。あまり知られてはいませんが世の中にはリチウム電池というものがあります。これは起電力が高いためノートパソコンなどの充電池として使われています。通常の電池のように指で+極と-極をアーチするだけで感電するほどです。(どの程度かはわかりません。その製造現場で働いていましたが、体を静電処理してゴム指をしていた程でしたからさぞ凄いと思います。) さて質問の内容ですが電池の極性の二つの物質が水溶液に溶けて化学反応を起こさないと起電力が発生しません。そのことを考えるといいと思います。 単純にいえば電池の中では2つの物質と水溶液で化学反応を起こしている間は起電力が発生します。ですが化学反応も永遠ではないので反応する量が減ってきます。そうすると起電力は小さくなってきます。携帯の電池マーク3本→1本へ減っていく様にです。そして化学反応し終わると起電力が発生しなくなります。この時、電池の中では完全に違う物質になっています。この時が世に言う電池が無くなったという事です。 考え方としては+極側の物質と-極側の物質が水溶液を通して化学反応するかを考えればいいと思います。そうするとPtとAuは化学反応するようには…(あくまで推測です)。このように考えてはどうでしょうか？
お礼
ありがとうございました。 参考になりました。
お礼
１，２については納得できました。 ありがとうございました。
補足
３について、実験してみるとわずかに起電力が生じます。 本を調べてみたところ、「教育現場からの化学Q&A」という本に次のような反応式がでていました。 －極 Cu → Cu2+ + 2e－ ＋極 O2 + 2H+ + 2e－ → H2O2 ４について 硫酸ではなく塩酸を用いて外から電圧をかければ、予想より簡単にPtは溶けるようですね。 でも、「ボルタ電池」では電子を受け取る物質が無いので、起電力は生じなさそうです。 念のため、実験したことのある方いらっしゃいませんかね？