化学電池でイオン化傾向道理にやるとアルミニウムがマイナスで亜鉛がプラスになるけど、実験をやると逆にな

化学電池でイオン化傾向道理にやるとアルミニウムがマイナスで亜鉛がプラスになるけど、実験をやると逆になりました。何故そうなるのか考察に書かないといけないので教えてください。

質問者からの補足コメント

• 水溶液は塩酸です。
  どっちが塩酸に溶けやすいかがヒントだそうです。
  中３です。簡単か言葉で説明してくれるとありがたいです。

    補足日時：2017/11/18 18:54

No.2 回答者： むらさめ 回答日時： 2017/11/18 19:39

↓のリンクは比較的解りやすい解説だと思います。

https://www.esnet.ed.jp/center/shiryo/uploads/su …
やはりアルミニウム表面の不働態被膜に言及していますね。

>どっちが塩酸に溶けやすいかがヒント
このヒントはピンボケで素人的な感じがしますね。
質問内容が大学の専門課程で習うような内容で、私が学生時代なら学位論文になるようなことです。

電極の金属がどのように溶解し、その電池がどうなるかの特性は金属の種類だけではなく表面状態によって決まります。
アルミニウムは表面に堅牢な不働態被膜を形成し、一時的に溶解を防ぐ効果を発揮します。
おそらくこの最初の状態では亜鉛の方が卑側の酸化還元電位となり、イオン化傾向がアルミと亜鉛では逆転して、
>実験をやると逆になりました
となります。

アルミニウム表面の不働態被膜がアルミニウムの溶解を防いでいる。
亜鉛の溶解はそれよりも速い。
従って逆向きの電位差(イオン化傾向が逆になったように観える)を生じたように観測される。
私は恩師から”不働態”と習ったのでこの字を使いましたが、不動態という字が今は一般的なようです。

しかし、塩酸の塩素イオンは不働態被膜を破壊する効果が大きい酸なので、アルミニウムの不働態被膜も長くは持たないです。
実験を継続していて、電解液や亜鉛電極やアルミニウム電極が十分な量なら、
アルミニウム表面の不働態被膜が破られ、アルミニウムと亜鉛ではそのイオン化傾向通りの特性を示します。

更にいうなら、アルミニウムはほとんど合金として用いられています。
アルミホイルは純アルミニウムと考えて良いですが、他のアルミの物はほぼ全て合金です。
その合金成分はアルミニウムよりもイオン化傾向が小さなものばかりなので、アルミの腐食(溶解)を促進します。

No.1 回答者： むらさめ 回答日時： 2017/11/18 18:49

実験の条件が判らないのですが、

アルミニウムは表面に酸化アルミニウムAl2O3という被膜を作りやすい金属です。
この被膜は堅牢で腐食に対する抵抗性が高いです。
アルミニウムを電池の電解液に漬けることで表面に酸化アルミニウムが形成され、酸化還元電位(イオン化傾向)が亜鉛よりも貴側にシフトしたものと考えられます。
こういう被膜を不働態被膜ということがあります。
鉄や鉛、ニッケル、クロムなども不働態被膜を形成して、腐食に対して高い抵抗性を示します。
ただ、全ての条件で不働態被膜が形成されて腐食に対する抵抗性や酸化還元電位を変化させたりするかと言うと、そうではなく電池の実験なら電解液の種類によります。

不働態は高校辺りで少し習うと思うのですが、詳しくは大学で習う内容なので難しい考察になりますね。