高校化学の勉強の仕方についての質問です。

質問

高校化学の勉強の仕方についての質問です。
現在、高３で鉛蓄電池の反応について勉強しているのですが、正極での反応で二酸化鉛が硫酸鉛に変化する理由がわかりません。友達に三省堂の新研究という参考書を薦められたのですが、それを読んでもわかりませんでした。

そういうことは割り切って覚えて進めばいいとも言われるのですが、どうも気が進みません。
新研究を読んでもわからないことは、今はわからなくてもいいことだとして先に進むのがいいのでしょうか？

あるいは他にそのような疑問が解消できるような参考書があれば教えていただきたいです。

よろしくお願いします。

回答No.3

nanatsuzi · ベストアンサー

lemonpandalemonさん、はじめまして。

疑問に思ったら更に基礎的な所まで調べ
一つひとつ疑問を紐解いていくと、丸覚えよりも一段深く理解できるかと思います。
今回の疑問点を例にしますと・・・

(1)正極で使われる二酸化鉛、これは別名 過酸化鉛と呼ばれます。
「過酸化」の名前が示すとおり、価数４＋になるまで無理やりに
酸素と反応させたものであるため、酸化鉛や金属鉛と比べ非常に不安定です。
僅かな反応エネルギーでＯ２＋を放り出し、価数２＋になろうとします。

(2)今度は電解液に注目。電解液の硫酸は酸化力が非常に強く、
殆どの金属を溶かしてしまうことは有名です。
この強い酸化性の源となるのが硫酸イオン（２－）です。
硫酸イオンは反応すると、反応物の安定な価数に応じて硫化物を生成します。
　　Ｍ１＋が安定ならＭ２ＳＯ４
　　Ｍ２＋が安定ならＭＳＯ４、といった具合です。

(3)ただでさえ不安定な二酸化鉛を、鉄をも溶かす硫酸の中に入れると・・・
あっという間に二酸化鉛は抱えた酸素イオンを放出し２＋となり、
その後硫酸イオンとの反応により硫酸鉛が生成します。
瞬間的には２価の酸化鉛も存在するかもしれませんが、
これも硫酸に曝されるので結局は硫酸鉛になります。

基礎や本質がしっかり理解できれば、仮定を立てて自問自答したり、
足りないパーツが見えてきたりします。
以上、長く読みにくい点もあると思いますが、参考になりましたでしょうか？

お礼

お礼が遅くなってしまい申し訳ありません。
詳しくありがとうございます。
とても参考になりました。

PbO2が不安定であることは初めて知りました。

基礎や本質をちゃんと理解しようと思います。

回答No.2

noname#160321

>今はわからなくてもいいことだとして先に進むのがいい
…そう思いますね。
＃１のお答えほど割り切る必要は無いですが、化学過程の熱力学的解釈と電気化学における化学ポテンシアルについては大学の専門化学で扱う部分で、今説明されて仮に分ってもさしあたり何の応用も無いです。

お礼

お礼が遅くなり申し訳ありません。

とりあえず分かる範囲で理解しようと思います。
ありがとうございました。

回答No.1

windwald

変化する理由なんて無いですよ。

あるのは、そのように変化している事実です。
そして、その事実を解釈するすべがあるだけです。
・鉛は酸化数+2が安定である。
・酸化鉛(IV)の酸化数は+4であり、硫酸鉛(II)の酸化数は+2である。
・鉛蓄電池の電解液は硫酸が使われている。

お礼

お礼が遅くなり申し訳ありません。

事実を解釈する力が十分でありませんでした。
もう少し注意して勉強しようと思います。

ありがとうございました。