化学電池の問題

化学電池の質問です。
（Pb/Pb^2+）対と（Zn/Zn^2+)対から構成される電池にの正極、負極での反応はどうなりますか？またPbの代わりにAgを使った場合の反応はどうなりますでしょうか？

よろしくお願いします

No.3 回答者： taka2404 回答日時： 2015/12/14 19:12

Pb/Pb2+//Zn2+/Znという電池の電極反応の聞いている問題と思います。

Znが負極となり、Zn→Zn2+＋2e-となることは間違いないと思います。
正極の反応は、2H+ ＋2e-→H2↑とPb2+＋2e-→Pbの二つの反応の可能性があります。溶液の成分、濃度等によって変わると思いますが、水素の過電圧のことを考えると、Pb2+＋2e-→Pbが優先的に起きると思います。
Agの場合は、Ag+＋e-→Ag。

No.2 回答者： ORUKA1951 回答日時： 2015/12/12 20:03

正極/負極　は電池として動作するときの電位

陽極/陰極　は電気分解として動作するときの電位
　これらは、いずれも電圧の高低で判断する呼称です。

【外部】に対する電子の向きでいう、カソード/アノードと、どちらが正しいかというのは無意味。
　cathode(カソード)：外部回路へ電流が流れ出す電極（外部から電子が流れ込む）
　　　内部での電子の向きで決めているわけじゃない。電子でなくプロトンやイオンもあるのでね。
　anode(アノード)：外部回路から電流が流れ込む電極（外部に電子が出ていく）
　　あくまで、それに接続された外部回路に対しての動作での呼称です。

視点が違うものを比較しても始まらない。

＞（Pb/Pb^2+）対---正極、負極での反応はどうなりますか？
　これは鉛電池ですから、充放電可能な二次電池ですから充電時と放電時の二つを考えなきゃならない。

充電時
　正極(+電位)：PbSO₄ + 2H₂O → PbO₂ + 4H⁺ + SO₄²⁻ + 2e⁻　(外部に電子を与えるのでanode)
　負極(ー電位)：PbSO₄ + 2e⁻ → Pb + SO₄²⁻　(外部から電子を受け取るのでcathode)
放電時
　正極(+電位)：PbO₂ + 4H⁺ + SO₄²⁻ + 2e⁻ → PbSO₄ + 2H₂O　(外部から電子を受け取るのでcathode)
　負極(ー電位)：Pb + SO₄²⁻ → PbSO₄ + 2e⁻　(外部に電子を与えるのでanode)

電池を考えるとき、絶対に正極/負極で考えるほうがわかりやすいですね。カソード/アノードだと実際二バッテリー上がりしてブースターケーブルで接続するとき間違えるかも・・。こっちの電池のアノードとこっちの電池のカソードをつなぐ--なんて"わけわかめ"。どっちの電池が減っているかわからないときはなおさら・・

＞（Zn/Zn²⁺)対から構成される電池
　そんなものありません。マンガン電池などは(Zn/H⁺)の電池です。ダニエル電池は(Zn/Cu⁺)です。
＞Pbの代わりにAgを使った場合
　酸化銀電池は(Zn/Ag₂O)です。

No.1 回答者： doc_somday 回答日時： 2015/12/11 23:08

最初に重要な事をお聞きします。

あなたは欧米と日本で「陽極」と「陰極」の定義が逆だと言う事をご存知ですか？電池として働く「外部」では構わないのですが、電池溶液内では逆なのです。
欧米では陽イオン(陽電荷)が向かう極が常にcathode、陰イオン(陰電荷)が向かうのがanode。
日本人には慣れるまで頭がおかしくなりますが、欧米の定義の方が合理的。