ボルタ電池

ボルタ電池で疑問に思ったことがあります。


希硫酸H2SO4にZn板を入れた場合、イオン化傾向はZn>H2だから
Zn板からZn2＋と2e-が放出されて、希硫酸の2H＋と2eーで水素が発生しますよね。

でもボルタ電池だと、Zn板から放出された2eーは、
H＋とは反応せずにCu板に向かっていくじゃないですか、その後、Cu板から水素が発生するのはなんでですか？

H＋と反応するよりもCu板に向かっていく理由がわからないです。

No.3 回答者： c80s3xxx 回答日時： 2013/02/21 09:10

反発とか，嘘はダメですよ．

水素が発生するかどうかは，その金属の中の電子のエネルギーがまず第一に重要です．
銅板と亜鉛板をショートしている場合は，この電子のエネルギーはほぼ同じになってると考えていいでしょう．
なので，亜鉛の上でも水素発生はおこっていいし，実際，おこります．
でも，銅の方がたくさん出るというのも事実．
これは，水素イオンが水素になるときの速度の問題．
亜鉛の上でおこるより，銅の上の方が速い．白金ならもっと速くなります．
では，その速度の違いはなぜおこるのかというと，それは表面の金属原子の配列とか，水素イオン，水素原子，水素分子と金属原子との間のなんたらかんたらとか，まあ，複雑なんですが．

この回答へのお礼

回答どうもありがとうございます<(_ _)>

う～ん、、、なるほど…。
様々な要因が絡まり合ってて難しいです;;
色々な意見が聞けて良かったです。
なんとなく、ですがわかってきたような気がします。

ありがとうございました。

お礼日時：2013/02/28 16:21

No.2 回答者： ORUKA1951 回答日時： 2013/02/18 19:25

Zn → Zn²⁺ + 2e⁻

H₂ → 2H⁺ + 2e⁻
ちょっと分かりにくいので、他の金属で
Zn → Zn²⁺ + 2e⁻
Fe → Fe²⁺ + 2e⁻
で考えて見ましょう。
　金属の一般的性質として、「電子を失い陽イオンになる。」と言うのがありました。これは、金属の最外殻電子を失うことで、安定な電子配置になるからでしたね。
　金属が、水と接すると金属は陽イオンとなって水中に出ようとしますが、そのときに電子が取り残されます。
　このとき金属にはe⁻が、あたかも桶に水をためるように貯まって負の電荷が高くなります。このときイオン価傾向の大きい金属ほど電子は多く貯まります。ここで、なぜその電子が水中にあるH⁺と結びつかないかですが、電子は導体でつながれている限りそれらは液体のようにすべて満たされていると考えると良いでしょう。
　言い換えれば、ふたつの金属の場合ホースでつながれたタンクの中に水と言う電子が詰まった状態になるのです。
　★電子自体の移動速度は極めて遅く、2mmの銅線に1Aの電流が流れるときですら、カタツムリの歩みより遅いのですよ!!
　

＞H＋と反応するよりもCu板に向かっていく理由がわからないです。
　こうして、電子は導体を経由して銅側に移動しようとしますから、亜鉛電極側では水(H⁺)に電子を渡すどころではない。後ろから引っ張られて出て行けない。

　マグネシウムでこれを行うとよくわかりますが、金属マグネシウムを水につけるとマグネシウムの表面に水素の気泡ができます。しかし、銅電極と接続したととたんに水素の発生は止まってしまいます。

この回答へのお礼

ありがとうございました!
理解できました!感謝します!

お礼日時：2013/02/19 11:58

No.1 回答者： org1 回答日時： 2013/02/18 17:56

実は亜鉛板からも水素は出ます

でもそれでは身も蓋もないですね

電子は一瞬で移動できますから、亜鉛から放たれた後に至る所に存在していると考えてはどうでしょう

閉じ込められた部屋にいるスーパーボールが光の速度に近いくらいの勢いで弾み続けたら部屋中を跳ね回りますよね
そういうイメージでいいと思います

で
電子は金属中をどこまでも移動できますから
亜鉛板にも銅板にも行ったり来たり、それこそ一瞬で行き来している…

亜鉛は陽イオンとなって溶け出すので亜鉛板の周りは陽イオンの嵐
つまり＋だらけです
水素イオンは反発されてなかなか近づけません

銅板の方が近づきやすく、そこで電子を受け取るというわけです


でも本当にやってみると亜鉛板からも電子を少しは受け取れるので
亜鉛板からも水素は出ます

試験問題にならないのでそこは誤差と言うことで（笑

この回答へのお礼

お礼が遅くなりすみません(><)回答本当にありがとうございます!
こういう説明を待っていたんです(^^)
分かりやすく説明してくださり本当にありがとうございました!

お礼日時：2013/02/19 22:57