酸化還元電位

KNO3をろ紙にしみこませ、２種類の金属を置き、電位差を測定する実験でなぜ電位差が測定できるんですか？半反応式などを書いてもらえるとありがたいです。（CuとFeを置いた場合、K+NO3方がイオン化傾向が大きいのになぜ電流が流れるのかが分かりません）

No.2 ベストアンサー 回答者： shkwta 回答日時： 2005/06/15 06:23

これはボルタ電池です（本来のボルタ電池は電解液が希硫酸）。

ボルタ型の電池の反応は、一言では説明できない複雑な問題らしいです。高校の教科書でも昔は反応を説明していましたが、最近は「複雑な現象」などと書いているようです。

昔の教科書の説明では次のようになります。(^は右上の記号を示します）
※一般教養的なテストの答としては今でも通用すると思います。

「CuとZnでは、Znのほうがイオン化傾向が大きいのでZnが陽イオンになる。
　Zn → Zn^2+ ＋ 2e^-
放出された電子は、導線を通ってCu電極に移動し、そこで水溶液中のH^+ に受けとられる。
　2H^+ ＋ 2e^- → H2
つまり、電流が流れ、Cuを正極、Znを負極とする電池となる」

さて、実際に何が電位差を生じさせているかですが、上の説明のほか、
(1)金属表面での、水素の発生しやすさの違い
(2)正極では、銅の表面にできた酸化物や溶液中に溶け出した銅イオンが還元される反応も起こる
といったことが関係すると思います。

なお、K^+ と NO3^- は自身が移動することで電流を流れやすくするだけで、酸化・還元はされないと思います。自信はありませんが、NO3^-は酸性なら酸化剤として関与するかもしれません。

質問タイトルが「酸化還元電位」となっていますが、ボルタ電池では単純に酸化還元電位の差を測定していることにはなりません。

次のページも参考になると思います。
http://forum.nifty.com/fchem/log/rika/6141_main. …
（硫酸にAlとZnを入れたらAlが正極になるが、イオン化傾向と逆だ。なぜか？という議論）
http://www.chemistryquestion.jp/situmon/shitumon …
（ボルタ電池の原理の説明）
http://www.water.sannet.ne.jp/masasuma/masa/ne18 …
（酸化還元電位の計測）

参考URL：http://forum.nifty.com/fchem/log/rika/6141_main. …

No.1 回答者： noname#21649 回答日時： 2005/06/15 03:04

範囲が結構広いので.本だけ。

化学便覧・標準電極電位
電気化学の本(なんでもよい)の標準電極電位
あたりをちょっと見れば.熱力学的に説明してあります