ダニエル電池の隔膜を使わない場合、どのような現象が起きますか?また、ダニエル電池の隔膜としては、どのようなものが一番望ましいのでしょうか?

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塩橋」に関するQ&A: 塩橋の太さについて

A 回答 (2件)

ダニエル電池の隔膜を使わないと溶液が対流、混合してしまい、起電力が低下します。


また、ダニエル電池の隔膜としては、2液間の液間電位差をできるだけ小さくするために陽イオンと陰イオンの移動度の差が小さい塩化カリウムや硫酸アンモニウムなどを塩橋の電解質に用いることが望ましいと思います。

この回答への補足

karkarlさんありがとうございます。

さらに質問させていただきますので宜しくお願いします。
ダニエル電池で対流、混合がおきるとなぜ起電力がていかするのですか?

補足日時:2001/11/13 20:16
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回答遅れました。


電極とそれに対応するイオン、例えば銅イオンと銅の電極との衝突回数が減少することにより酸化還元反応が遅くなり、起電力が減少するのだと思います。
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Q大学の化学の勉強で

大学の化学の勉強で

こんにちは。
僕は今物理系の学科の大学1年生です。
物性物理学に興味があって大学の化学もしっかり勉強したいなあと考えています。
しかし、僕の大学では化学の教科書を1冊購入するだけで授業も教科書に沿っておらず、
あまりちゃんとした授業展開にはなっていません。
そこで自分で勉強したいと思い質問しました。

大学で買った教科書は理工系の基礎化学という教科書です。
わからないということではないのですが、厳密な原理の説明などが少なく、やや天下り的な解説が多いように感じます。
そこで本質的な化学を独学で学んでいく際にどのような参考書をどのように進めていけばよいのかを知りたいです。
ただ化学科ではないのでできれば物理化学的な視点でしっかりと化学が理解できるような本があればそのようなものも紹介していただけるとありがたいです。

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

>物理系の学科
理工系物理学か
工業系の物理関係か
で大きく変ります。

前者の場合、原子・分子の挙動を研究する上での、化学の知識ですから、はっきり言えば、高校程度です。ただし、物理と重複する部分に付いては、高校程度では全然足りません。

工業系の場合には、高校程度の場合で済ます場合、電気化学に限ってそれなりの知識を要する場合、前述理学系程度の内容を要求する場合、があります。

>で授業も教科書に沿っておらず、
大学の講義なんて物は、教授の自慢話がほとんどです。重要なことは
自らが何を学んで行くか、を決定し、
何を調べる必要があるか、調べる手段はどうするか
を理解することです。過去に教授がどのように研究して行ったか、が講義の内容で、研究方法を学んでください。
教科書の内容なんて物は、知っているのが当たり前、で講義が進みます。
ただし、物理が専門でない学科の物理の講義中には、教科書の3行(シュレジンカー方程式)を説明するだけで、半期を使ってしまうなんて講義もあります。

だから、「あまりちゃんとした授業展開にはなっていません。」なんて言っている様では、大学教育が何たるかを理解していな、と感じます。

本格的に化学を学ぶのでしたらば、
有機化学
無機化学
錯体化学
電気化学
生化学
物理化学
放射化学
分析化学
機器分析
化学工学
高分子化学(繊維を含む)
くらいあります。物理化学として、偏微分方程式程度の知識が必要です(物理の学生さんだからこれはご存知でしょう。常微分までは高校の範疇です)。
これが、2-3冊・2-3講義に分かれていて全部で20-30冊ぐらいの分量です。

参考に大阪府立のサイトをあげておきます。
http://www.osakafu-u.ac.jp/subject_guide/eng/010109.html
パットみて、何とかなるなという本(多くの場合図書館に蔵書である。蔵書を見て読めると感じたら購入)を選んでください。

おそらく、化学系学科も有るでしょうから、所属大学の化学系学科の教科書を読んでください。わからない部分に付いては、図書館で、教科書(普通蔵書として1冊ぐらい置いてある)の分類番号を見て、同じ分類番号の本を見れば、表現の違いがありますので、理解できる本を見つけてください。この「見つける」という作業が大学生に要求されている講義内容です。

最後に、物理系の方が拒絶反応を示しやすい化学の分野として、化学工学があります。
公理から数式で求めて行く物理の考え方を真っ向から否定し、経験式と極端な近似方程式で解を求めて行きます(差分法、階段作図などの作図法、等)。
物理系の方は読むときには注意してください。数学的考え方が通用しない分野です。
計算自体は、中学の範囲(四則演算, 無理数(三角関数, logを含む))です。

>物理系の学科
理工系物理学か
工業系の物理関係か
で大きく変ります。

前者の場合、原子・分子の挙動を研究する上での、化学の知識ですから、はっきり言えば、高校程度です。ただし、物理と重複する部分に付いては、高校程度では全然足りません。

工業系の場合には、高校程度の場合で済ます場合、電気化学に限ってそれなりの知識を要する場合、前述理学系程度の内容を要求する場合、があります。

>で授業も教科書に沿っておらず、
大学の講義なんて物は、教授の自慢話がほとんどです。重要なことは
自らが何...続きを読む

Qボルタ電池 ダニエル電池 鉛蓄電池

電池について4つ質問があります。
1つでも教えていただけるとうれしいです。

(1)ボルタ電池では減極剤を入れると習ったのですが、
電解液自体を減極剤で使う水溶液にしてはだめなのでしょうか?

(2)ダニエル電池の、負極側の電解液がZnSO4である理由を教えてください。
Znよりイオン化傾向の小さい金属の水溶液ではないのはなぜですか?

(3)鉛蓄電池の負極で、Pb2+とSO42-が結合するのはなぜですか?
Pbはイオン化傾向が大きいのに、なぜまた結合してしまうのですか?
ボルタ電池やダニエル電池ではこのようなことは起きないので、理由がわかりません。

(4)鉛蓄電池で、結合してできたPbSO4によって反応が邪魔されることはないのでしょうか?
それは当たり前で、PbSO4がたまってきたら充電するということですか?

わかりずらかったらすみません。
よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

(1)いまだに「減極剤」なんて説明をしている人がいるんですか……
「減極剤」という考え方は不適当ですから忘れてしまって結構です。

(2)Zn = Zn^2+ + 2e^-の化学平衡(左右どちらへも進む反応でその進み方のバランス)を利用しているものです。
また、硫酸亜鉛を水溶液を用いれば、使用後の水溶液も濃度が変わるだけで硫酸亜鉛水溶液ですが、
そのほか金属の硫酸塩水溶液を使うと、使用後の水溶液が亜鉛とそれ以外の金属の塩が混じってしまいますね。

(3)イオン化傾向という言葉を勘違いなさっています。
イオン化傾向は「単体金属が電子を失って」陽イオンとなる程度のことです。
Pb^2+とSO4^2-が結合してもPb^2+に変化はありません。
この反応は、水溶液中のPb^2+と水溶液中のSO4^2-が反応し、水に溶けないPbSO4になるというものです。
鉛(II)イオンは硫酸イオンと水に不要な物質を作るがために起こる反応です。

(4)そういうことです。

Q公立大学のランキング。

みなさんは、次の公立大学の中でランキングを作るとしたらどういうランキングにしますか?
※大学レベル、難易度等を除いて、お気に入りの大学や、「ここは良い、ここはよさそう」という感じで作ってください。是非参考にしたいです☆

17大学を挙げてみました。この17校でランキングにして下さい!(難易度・レベルは除く)
・岩手県立大学
・秋田県立大学
・埼玉県立大学
・富山県立大学
・福井県立大学
・静岡県立大学
・愛知県立大学
・滋賀県立大学
・兵庫県立大学
・奈良県立大学
・島根県立大学
・岡山県立大学
・広島県立大学
・山口県立大学
・福岡県立大学
・長崎県立大学
・熊本県立大学  (北海道~沖縄の順)

長くなりましたが、真剣にランキングを点けていただけたら幸いです。またこうした理由も教えていただけたら嬉しいです!宜しくお願いします!

Aベストアンサー

NO1の質問がもっともだと。
上の17校より少なくともメジャーな大学だと思います。
どんなランキングを期待しているのか分かりませんけど、17個の公立を同じように知っている人なんていませんからまともにランキング付けできませんよ。
17個、全部一直線上ですよ。

Qダニエル電池等で使う塩橋について

大学の化学実験のレポートを書いています。
その中で分からないことがあったので、教えていただきたく投稿します。

よくダニエル電池では素焼き板等を使って硫酸亜鉛水溶液と、硫酸銅水溶液が混ざらないようにしますが、このときZn2+イオンやCu2+イオンが僅かながら素焼き板を通過してもう片方に移動してしまうと聞きます。
それは浸透圧の問題のようなのですが…(詳しくは分からないです…はい。)
そこで2溶液を塩橋(KClaqを寒天にとかし、固めたもの)を使ってつないであげるとどうなるんでしょうか?
やはりお互いの溶液内にあるイオンが塩橋内を通ってもう片方に混入してしまうんでしょうか?

レポートの締め切りが近いんでできれば早めに回答お願いしますm(_ _)m

Aベストアンサー

ず~~~っと流しっぱなしにしておけば、混入すると思いますが、普通はそんなに流しっぱなしにしないので、混入しにくいです。
もちろん、K+やCl-は混入しますが。

Q化学か大学院に詳しい方アドバイスをください

数学科3回生のものです。数学も好きですが、それ以上に化学が好きだと気付きました。化学の参考書ばかり読んでいます。なので学部を卒業したら大学院は化学系で計算化学について研究したいと決心しました。できればドクターまで進学したいです。大学院で専攻を変えるということは簡単なことではないことは重々承知しております。
不安に思うのが、大学院で化学に進むとなると院試は突破できても実験の経験があまりないのでどうなのかということです。ここは三年次編入して化学の基礎を学ぶか?でもそうしたら博士号取得が早くても29歳だからポストにつくのが不利にならないのか?などいろいろ考えています。そもそも化学系の方が他専攻の野郎を快く受け入れてくれるのかなどの心配もあります。化学か大学院に精通している方は、いきなり大学院で専攻を変えるのは無謀だと思いますか?なにかアドバイスを頂きたいです

Aベストアンサー

ちゃんと「計算化学」という分野はあります。心配する必要はありません。
ただ、基礎的な「常識」が無いと、取っつくのに苦労すると思います。
数学には素人なので、学部でどんな先生についたら院で有利になるかよく分かりません。
何しろ始めに、計算化学をやっていない大学もありますから、まず「指導教官」を探しましょう。
大型計算機(最近は大学共同施設が主か?)のある大学ですと計算化学をやっている可能性は大きいと思います。
計算化学も広いので、軽い分子の精密計算や反応の推定もあれば、重い元素で相対論的効果のある部分に力を入れている所もあります。
全く別にニューラルネットで新規合成法を開発するとか、トポロジーから複雑な形の分子を合成するのに最もふさわしいルートを探す人もいます。
何がやりたいか、どんな先生に巡り会うか、どんなテーマとぶち当たるか…未来は洋々。^o^

Qダニエル電池、ボルタ電池について質問です。

ダニエル電池、ボルタ電池について質問です。

ダニエル電池で素焼き板をはずすと、亜鉛板に銅が析出し、銅板には電子が流れなくなる。

以上のように勉強しましたが、ボルタ電池では銅板で水素が発生します。

(1)ダニエル電池で素焼き板をはずした後、ボルタ電池で銅板上で水素が発生するように、銅板上で銅が析出することはないのでしょうか

(2)ボルタ電池では亜鉛板上での水素発生はおきないのでしょうか?

Aベストアンサー

化学電池では酸化・還元反応が起こっています。
どういう電池でもトータルに見た時にどういう酸化・還元反応が起こっているかを書くことができるはずです。
ダニエル電池で起こっている反応は
Cu^2++Zn → Cu+Zn^+
です。この方向に反応が起こるということはイオン化傾向の違いから説明されていますね。
めっきの原理にもなっています。
これを電子のやり取りで書くと
Zn → Zn^2++2e^-
Cu^2++2e^- → Cu
です。試験管の中でやればZnの表面でこの電子のやり取りが起こります。
この電子のやり取りを外部にとりだして利用する装置が電池です。
Znの表面で直接電子のやり取りが起こることを禁止して外部の回路を電子が移動するようにします。
素焼き板で溶液を分離するのはそのためです。
銅の表面に銅が析出するようにしているのです。
質問(1)
素焼き板は銅板の上で銅が析出する反応が効率よく起こるようにするための工夫のはずです。

電極のCuは反応には関係しません。
電線の延長です。Cu^2+が電子を受け取る反応の場を提供しています。
素焼き板を外せばZnの表面でCuの析出が起こリます。電子のやり取りが外部の回路と関係なく起こります。
電子はわざわざ遠回りする必要がなくなりますので電池としての効率は悪くなります。
でも電線で結びついている部分には電位差は生じないと考えていいですから銅の析出は銅板の表面においても亜鉛板の表面においても同じように起こっています。

ボルタ電池の反応は亜鉛が硫酸に溶ける反応です。
Zn+2H^+ → Zn^2+ H2
これも試験管の中で普通に起こる反応ですね。
電池として働かせるためには直接反応を禁止する必要があります。
この場合も素焼き板を使って溶液を分離し、希硫酸は銅板の付近だけに存在するようにすると効率が良くなるはずです。亜鉛板のまわりには食塩水を入れておけばいいです。

質問(2)
ボルタ電池では普通、仕切りは入れていませんね。
両方で反応が起こります。効率の悪い電池です。
ボルタ電池の実験をやってみれば亜鉛の表面からも泡が出ているのが観察されるはずです。
亜鉛の表面では水素発生の起こりにくいと言われています。銅板の上の方が発生しやすいのです。
水素過電圧という量で表現されています。でも「水素は発生しない」という説明がされているとしたら誤りです。

「希硫酸、亜鉛板、銅板を用意する。
(1)亜鉛板、銅板を接触しないように希硫酸の中に浸す。
(2)液の外部で亜鉛板と銅板を銅銭で接続する。

(1)(2)で泡の出方がどのように変化するかを観察する」

こういう内容の実験が載っている実験書を使っていたことがあります。 

化学電池では酸化・還元反応が起こっています。
どういう電池でもトータルに見た時にどういう酸化・還元反応が起こっているかを書くことができるはずです。
ダニエル電池で起こっている反応は
Cu^2++Zn → Cu+Zn^+
です。この方向に反応が起こるということはイオン化傾向の違いから説明されていますね。
めっきの原理にもなっています。
これを電子のやり取りで書くと
Zn → Zn^2++2e^-
Cu^2++2e^- → Cu
です。試験管の中でやればZnの表面でこの電子のやり取りが起こります。
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Q昭和大学 薬学部 の一般入試での 化学は化学基礎も含まれますか?

昭和大学 薬学部 の一般入試での
化学は化学基礎も含まれますか?

Aベストアンサー

薬学部、薬剤師になるか、薬の研究科勉強をするか、そういう所でしょう。
高校化学くらい、全部がチェック対象なのは当たり前です。
もし、化学基礎は要らないとか、無印化学は要らない、なんて所なら、行かない方が良いです。私立の薬学部で、これ以上日和るところは怪しいと思った方が良いでしょう。
まぁ、入試が楽な分、ツケが後に回されるだけのことです。
某底辺薬科大学に至っては、中学数学からやり直し、です。
結局「薬剤師国家試験」なり薬学の勉強なりに「当たり前に必要とされること」は、いつかは身に付けなければならなくなる、いつか勉強させられることになります。
すると、同じ6年間で、バカな奴が集まる大学ほど、必要な勉強量が下方向に増えるわけです。
それもあって、だから薬剤師国家試験の合格率が悪くなるんです。

なお、ここにはこう書いてあります。
http://www.showa-u.ac.jp/admissions/exam_requirements/frdi8b0000001hk5-att/a1494901923180.pdf
> 一般選抜入試
~~中略~~
> 試験科目
> Ⅰ期・Ⅱ期
> 外国語:コミュニケーション英語Ⅰ,コミュニケーション英語Ⅱ,コミュニケーション
> 英語Ⅲ,英語表現Ⅰ
> 数 学:数学Ⅰ(データの分析を除く),数学Ⅱ,数学A,数学B(数列,ベクトル)
> 理 科:化学基礎・化学

数3が無いのは如何な物かと毎度思わないでも無いのですが、理科が化学固定というのは、まだ真っ当な大学であるということでしょう。
仮に高校化学ができずに生物で入学したところで、勉強についていけないでしょうから。
高校の化学の授業だけ恐ろしく酷い物であった、というのでも無い限り。
そうであっても自分で勉強したら身に付いちゃう人が対象のハズですが。

薬学部、薬剤師になるか、薬の研究科勉強をするか、そういう所でしょう。
高校化学くらい、全部がチェック対象なのは当たり前です。
もし、化学基礎は要らないとか、無印化学は要らない、なんて所なら、行かない方が良いです。私立の薬学部で、これ以上日和るところは怪しいと思った方が良いでしょう。
まぁ、入試が楽な分、ツケが後に回されるだけのことです。
某底辺薬科大学に至っては、中学数学からやり直し、です。
結局「薬剤師国家試験」なり薬学の勉強なりに「当たり前に必要とされること」は、いつかは身...続きを読む

Qボルタ電池と隔膜

電池の原点であり、全然使い物にならないボルタ電池ってありますよね?これは保存ができないと言うのですかが、なぜできないのでしょうか?
また、隔膜を取るとなぜいけないのでしょうか

Aベストアンサー

> ダニエル電池の隔膜を取るとなぜだめか

隔膜がないと亜鉛イオンと銅イオンが混在した状態がおこります.
その結果,亜鉛電極上では Cu2+ + Zn = Cu + Zn2+ という反応が直接おこり,亜鉛表面に銅が析出してきます.銅で亜鉛表面全体が被われればその時点でこの電池は成立しませんし,そもそもこの反応は電流に寄与しませんからまったく無駄に反応物を消費していくことになります.

Q受験資格のために大学の化学過程終了資格を取りたい

現在化学系の会社で営業職をしている35歳男性です。
国家試験受験の資格として大学で化学過程を専攻していることというものが結構あります。その中で最近仕事のためにどうしても欲しい資格があり、働きながらどうにか大学の化学過程終了資格を取りたいのです。ですが、働きながらということで夜間大学等は無理です。選択肢は通信大学かと思っていますが、どなたか比較的簡単にこの資格を取れる大学について詳しい方がいらっしゃいましたら教えていただけますでしょうか?どうぞよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

資格は、具体的には何になりますか?
それによって、受験資格=大学化学課程修了 と有っても、いろいろと幅ができる場合もありますので。

Qダニエル電池について

ダニエル電池の仕組みと、半透膜の存在意義がいまいちわかりません。

まず、ZnSO4水溶液にZnの電極を入れて、なぜイオンになっていくのでしょうか。
水溶液中にはZn2+イオンがあるので、負極のZnがわざわざイオンになる必要があるのでしょうか?

また、これをCuSO4水溶液のみで行ってはだめなのでしょうか?
CuSO4水溶液で行えば、Cuよりイオン化傾向の小さいZnはZn2+として溶け出し、
正極では水溶液中のCu2+が析出してCuになり万事OKな気がするのですが・・・

Aベストアンサー

正極の溶液は硫酸ナトリウムでも構いません。
しかし、Znが溶け出してゆくのですから最初から硫酸亜鉛を使った方がいいですよね。また、水溶液中にはZn^2+が存在しているのでわざわざイオンになる必要があるか、という疑問はいい指摘です。
化学IIで取り上げられる化学平衡に関連しますが、硫酸亜鉛は出来るだけうすい方が効率がよいとされます。

では、半透膜も使わない場合や硫酸銅(II)水溶液だけのばあいはどうでしょう。電子がわざわざ外部の海路を通り遠回りをする必要がありますでしょうか。負極の亜鉛板の表面上で銅が電子を受け取り析出してしまって電池になりません。


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