ボルタ電池の分極のことです・・

ボルタ電池で分極が起こる主な原因は正極に生じる水素で、正極では2(水素イオン)+2(電子)→(水素イオン)・・☆という反応によって水素が発生するがこの水素の泡が正極の表面を覆うために水素イオンが正極に近づきにくくなり、☆の反応が進みにくくなり水素の一部が☆とは逆の反応（水素）→2（水素イオン）+2（電子）を起こして電子を正極に放出するため「外部の導線から正極に電子が流れ込みにくくなる」このために電圧が弱くなると習ったのですが、『水素の泡が正極の表面を覆うために水素イオンが正極に近づきにくくなり、☆の反応が進みにくくなり水素の一部が☆とは逆の反応（水素）→2（水素イオン）+2（電子）を起こして電子を正極に放出するため「外部の導線から正極に電子が流れ込みにくくなる」』これはどういう意味なのでしょうか？どういう状況なのかよくわからないのです・・

No.1 ベストアンサー 回答者： rei00 回答日時： 2003/02/06 19:59

> 正極では2(水素イオン)+2(電子)→(水素イオン)・・☆

> という反応によって水素が発生する

　反応式で書くと，　2H+ ＋ 2e- → H2↑　ですが，この反応は正極の表面で起こります。もう少し細かくこの反応を書くと次の様になります。

　　2H+ ＋ 正極(2e-) → H+－正極(2e-)－H+　H+ の吸着
　　H+－正極(2e-)－H+ → H－正極－H　H+ の還元
　　H－正極－H → H2・正極　水素の生成
　　H2・正極 → H2↑ ＋ 正極　水素の脱離

　ここで，反応が起こるには水素イオンが正極に吸着される必要があります。生成した水素分子（水素の泡）が脱離せずに正極に吸着されたままであれば，この水素イオンの吸着が起こらなくなり，反応が止まってしまいます（分極）。

　ところで，上には反応が左から右に進むように書きましたが，この反応自身は平衡反応です。通常は右へ進みますが，水素の脱離が起こらない場合は「H2・正極(2+)」の濃度が高くなり，平衡が逆方向（左）へ進行します。すると，正極上に電子が溜まることになります。電子が溜まったところに電子がさらに近づくのは困難ですから，導線からの電子の流れ込みが起こりにくくなります。

　いかがでしょうか。

この回答へのお礼

ありがとうございました。お礼が遅くなり申し訳ございませんでした。

お礼日時：2003/10/01 23:02

No.2 回答者： eatern27 回答日時： 2003/02/07 19:33

電子が銅板に流れると、銅は負の電荷を帯びます。

すると、Zn(2+)・H(+)を引き寄せますが、Zn(2+)の方がイオン化傾向が大きいのでH(+)が反応して
2H(+)+e(-)→H2・・・☆
という反応を起こします。水素は水に溶けにくいので、銅板に付着します。このことを
＞水素の泡が正極の表面を覆う
と書いていて、この先の
＞水素イオンが正極に近づきにくくなり
とは、
☆の反応が銅板の表面で行われているのは分かりますか?つまり、水素イオンが銅板の表面にいき、そこで、電子を受け取るために、☆の反応が起こるのですが、水素が銅板に付着している部分には、近づけませんよね?
その分、銅板には近づきにくくなるのです。そのため、☆の反応が起こりにくくなるのです。

＞水素の一部が☆とは逆の反応（水素）→2（水素イオン）+2（電子）を起こして電子を正極に放出するため
の部分は＃1さんの通りです。☆の反応は平衡が成り立ってるので、この反応も起こるのです。

＞「外部の導線から正極に電子が流れ込みにくくなる」
外部の導線から、というのは、要は亜鉛板(負極)から、ということです。
電子が流れにくくなるのは、
最初に亜鉛板から銅に、電子が流れる理由を別の質問で聞いていたのですが、その答えの中に
「亜鉛板の方が電位が低いから」
という理由がありました。これは、亜鉛板で、Zn→Zn(2+)+e(-)という反応が起こって、亜鉛板に電子がたまっために、亜鉛板の電位が低くなったのです。

しかし、銅板では、さっき書いた理由から、反応がどんどん鈍くなっていきます。
すると、電子は今まで銅板に流れているけれど、☆の反応が鈍くなっているために、銅板から逃げる電子が減ります。すると、どうなると。思いますか?
銅板に、電子がたまります。すると、銅板の電位も低くなります。
亜鉛板と銅板の電位差が小さくなるので、電流は小さくなります。
電流とは電子の流れのことですから、電流が小さくなるということは、電子の流れが鈍くなっているということです。
だから、正極に電子が流れ込みにくくなるのです。

なんか、長くなってしまいましたが、分からないことがあれば、補足へ。

この回答へのお礼

ありがとうございました。お礼が遅くなり申し訳ございませんでした。

お礼日時：2003/10/01 23:01