ダニエル電池についてです。

ダニエル電池についてです。



素焼き板は硫酸亜鉛水溶液と硫酸銅水溶液が混じらないようにするためと、イオンが通過できるためとあって、負極では陽イオンが増え、正極では陽イオンが減るため、亜鉛イオンが負極から正極側へ硫酸イオンが正極から負極側へ移動するとありました。

そこで疑問なんですが、

(1)まず亜鉛が亜鉛イオンになる仕組みがわかりません。硫酸亜鉛や硫酸イオンと関係があるのでしょうか

(2)なぜ陽イオンが増えたり減ったりしたら、亜鉛イオンや硫酸イオンが移動するかわかりません



(3)亜鉛イオンが負極から正極側へ移動するということは、正極側にはもともとあった硫酸銅水溶液+移動した亜鉛イオンと硫酸イオンがくっついてできた硫酸亜鉛水溶液ができるということになりますか?


長くなりましたがよろしくお願いします。

No.3 回答者： htms42 回答日時： 2010/10/03 20:21

イオン化傾向のところで硫酸銅水溶液に亜鉛板を入れると

亜鉛板の表面がだんだんとチョコレート色に変化するという実験をやりませんでしたか。
亜鉛が溶けるというのは眼には見えませんが銅が析出するのは目で見て分かります。
でも銅イオンが銅に変われば変わりの変化が亜鉛の上で起こっていなければいけません。
イオン反応式で書くと　Ｃｕ^(2+)＋Ｚｎ→Ｃｕ＋Ｚｎ^(2+)　です。
イオンの状態が変化していますから電子の移動が起こっています。
Ｃｕ^(2+)＋２ｅ^(-)　→　Ｃｕ
Ｚｎ　→　Ｚｎ^(２+)＋２ｅ^(-)
教科書にも載っている式です。
この変化が確かに起こるということを確かめたうえでダニエル電池を考えるのです。
この反応は亜鉛板の上で起こっています。
この時に起こる電子の移動を外部回路にとりだして利用しようとする装置が電池です。
直接反応が起こらないようにＺｎ^(2+)とＣｕとを引き離します。
隔壁を入れるのはそのためです。
でも完全にさえぎってしまうと電気的中性が実現しなくなりますからいくらか通るような隔壁です。
だからある程度長い時間電流を流すと亜鉛板はやはり着色してきます。これが自己放電と言われる現象に対応します。
金属と金属が金属の導線で結ばれていれば全体は金属です。離れていても近くにあっても液に浸かっているところは同じ金属の表面だと考えることができます。

No.2 回答者： c80s3xxx 回答日時： 2010/10/03 19:51

(1) なぜかといえば，そういう傾向があるからです．同時に，亜鉛イオンは亜鉛に戻ろうとする傾向があります．このふたつのせめぎ合いで，平衡状態に達するのです．

酸が電離するとき，あるいは何かと何かが反応するとき，なぜ反応するのかをつきつめていくと，答えようがなくなります．そういう性質があるから，としかいえなくなってしまうのです．

(2) 電気的中性条件というかなり厳しい制約がこの世にはあるのです．したがって，電荷バランスをなんらかの形で取るように何かがおこらなくてはならないのです．
また，その結果場所による濃度の濃淡が発生すれば，これを解消しようとします．濃いところの亜鉛イオンは，薄いところに移動しようするのです．これが拡散という現象です．

(3) 溶液の中では硫酸亜鉛という物質は存在しません．硫酸イオンと亜鉛イオンがいるだけです．「くっつかない」のですよ．

No.1 回答者： doc_sunday 回答日時： 2010/10/03 14:34

自分で考えた方が良いです。

ただ間違う人が多いので(2)だけ答えます。
濃度に差が出来ると「拡散」でイオンが移動します。電位で移動するのではないので間違わないで下さい。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

２、３日インターネットも探しながら考えているのですが、難しい表現が多くなかなか理解できなくて....

ちなみに拡散という言葉も習ってないのでちょっと調べてみようと思います

お礼日時：2010/10/03 14:51