ボルタ電池の思考実験

ボルタ電池というのを習いました
(1)希硫酸が入った１つの容器に亜鉛板と銅板を入れそれぞれの金属板を銅線で結ぶと銅線に電流が流れるようです
そこで考えたのですが
(2)希硫酸が入った二つの容器にそれぞれ亜鉛板と銅板を入れ銅線で結んだ場合銅線に電流は流れるのでしょうか？
それぞれの金属板で起こる化学反応式は(1)の時と同じなので電流は流れると思うのですが実際電流は流れるのでしょうか？

よろしくお願いします

No.1 回答者： c80s3xxx 回答日時： 2009/06/17 10:46

> (2)希硫酸が入った二つの容器にそれぞれ亜鉛板と銅板を入れ銅線で結んだ場合銅線に電流は流れるのでしょうか？

銅板と亜鉛板の間を銅線で結ぶわけですよね？
流れません．
もし流れたら，片方が電子不足，もう片方は電子過剰状態になります．当然，逆方向に引き戻されます．結局，変化はおこらないということで，電流も流れません．

No.2 回答者： potachie 回答日時： 2009/06/17 13:30

高校生でしょうか。

ボルタ電池の原理は、高校では正しくは教えていません。今では正しくないと分かっている古典的な原理を教えます。電池の原形としては教える流れとして適しているので、そのまま残っています。（化学では、そういうケースは多いです）
大学で化学を専攻された場合は、まったく違う原理を新たに習いますので、それまではご自身の理解は教科書通りに留めておく方がいいですよ。

この回答への補足

>>大学で化学を専攻された場合は、まったく違う原理を新たに習います
とのことですが　その原理を説明していただけないでしょうか？
せめてこんな単語で検索したらいいよ　的なものでもいいので

補足日時：2009/06/17 16:56

No.3 回答者： potachie 回答日時： 2009/06/17 18:28

起電力、分極、減極剤、標準電極電位

がキーワードになります。

ただ、ネットでは、教科書の記述しか知らない人もいろいろと書いているので、該当のことを探すのは難しいかも。書店に行って、電気化学の専門書を見られる方がいいかも。
もちろんですが、ちょっと難しい話ですし、高校化学への理解の助けにはなりませんが。

http://www.auehs.aichi-edu.ac.jp/~binco/denchiic …

この生徒さんの研究結果は良くできていると思います。濃度と起電力が変わらないこと、イオン化傾向と一致しないこと、が、高校で習う内容では理解できないはずなんですね。

No.4 回答者： htms42 回答日時： 2009/06/20 08:26

前に同じような質問をされていますね。

http://oshiete1.goo.ne.jp/qa5023093.html
（再質問する場合は前の質問をきちんと閉めておく方がいいと思います。）
前の質問に対する回答では納得が行かなかったから再質問したのだと思います。同じような質問文だと同じような回答しか戻ってきません。どこにこだわりがあるのかが分かるように書く必要があります。
前の質問で「回路が構成されていないから流れない」という回答に「電子の回路が形成されていないというのはなんという物質の移動が起こらないから回路が形成去れなのでしょうか？」と質問されています。でもこの質問に対する回答は書かれていません。
再質問をしたのはこの部分に対する回答が欲しかったからではないでしょうか。「回路が形成されなければ電流は流れない」のはどうしてかということです。
＃１の回答はそれに答えています。

回路が形成されていなければどういう種類の電池でも電流は流れません。ボルタ電池だけではありません。ボルタ電池よりも性能のよい、反応の仕組みも分かりやすいダニエル電池でも流れません。乾電池でも流れません。中に入っている分離膜はいくらか物質がとおるようになっています。昔は紙を使っていました。この膜を取り替えて物質が一切通れない素材に変えたとすると電流は流れなくなります。電池にならないのです。
＃３にある「分極」、「減極剤」はボルタ電池の説明の中によく出てきた言葉です。コレは一度流れていた電流がしばらくすると流れなくなるという現象に絡んでのものですから場面が異なります。電池としては成立しているが性能が持続しないということに関連して出て売る言葉です。

電流が流れるというのは反応の継続ということが条件です。次々と反応が起こらなければ電流が流れたことにはならないのです。
「反応式は同じだから同じことが起こってもいいだろう」とはいえないのです。

接続されていない２つの容器に硫酸が入っているだけで電池になるでしょうか。亜鉛は硫酸に溶けます。これと同時に銅電極の上で電子が水素イオンに渡されるということが継続して起こらなければ電池になりません。
硫酸の入った容器に２つの電極を入れると両方から泡が出ます。別々の接続されていない容器に電極を入れると亜鉛の方から泡が出るだけです。銅の方では何も起こらないのです。
ここにこだわりがあるのかもしれませんね。
「本当に何も起こっていないのか」
「少しは電流が流れているのではないのか」
この「少し」が曲者です。

前の質問では「電球がつくか」という判断基準が示されていました。電流の大きさと流れる時間の目安が与えられています。今回の質問ではただ「電流が流れるか」というだけになっています。どの程度の電流のことを言っているのかの目安が書かれていませんのでかみ合わない議論になる可能性があります。
流れる時間（反応の継続時間）で言えば秒のレベル、ミリ秒のレベル、マイクロ秒のレベルと色々あります。電球がピカッと光ってすぐ消えたというのであれば秒のレベルに近い話になります。電流の大きさもある程度以上必要です。
＃３に書かれているのは秒以上のレベルの話です。ともかく電球がつきます。モーターが回ります。

＃１に書かれている場合でもマイクロ秒のレベル（？）では電流が流れているかもしれません。直流回路で「コンデンサーの充電に要する時間は」というのと同じような場面ですから。

コンデンサーの入った直流回路に電池と電球を取り付けます。電球はつきません。でもコンデンサーが充電されるまでは電流が流れています。対応する時間のレベルが全く異なります。　

No.5 回答者： potachie 回答日時： 2009/06/20 09:46

勘違いされないように。

私が書いたのは、「ボルタ電池」という仕掛け、「減極剤」という概念自身が高校化学の描く「幻想」だということです。
電気が流れるかどうか以前の話として、ご質問の原理の電池は実験上は実在していないということです。

秒単位がどうこうではなく、電気が流れるかどうかも議論の対象としていません。ご質問の根本を否定しにいっているんです。

No.6 回答者： htms42 回答日時： 2009/06/20 11:02

＞電気が流れるかどうか以前の話として、ご質問の原理の電池は実験上は実在していないということです。

そうであれば初めからそのように書いてやれば質問者様も混乱しなかっただろうと思います。なぜ実在しないのかの説明をしてやればいいのです。「大学に入って電気化学を勉強すれば分かる」なんて突き放した言い方をする必要はないのです。
すでに＃１で１つの回答が出ているのですから補足する回答を書けばいいはずです。
（私は質問に書かれていることはかなりの高校生が持つ疑問だと思っています。「質問の根本を否定する」必要はないと思います。）

＞起電力、分極、減極剤、標準電極電位
がキーワードになります。

という文章であればそういう風には受け取れません。
高校生のやったボルタ電池の実験を「いい研究だ」と書いてあればなおさらです。

＞私が書いたのは、「ボルタ電池」という仕掛け、「減極剤」という概念自身が高校化学の描く「幻想」だということです。

という風には読めません。

「ボルタ電池」という仕掛けで実際に電流が流れるからこれだけ扱われてきたのです。幻想ではありません。ただボルタ電池を電池の出発点として扱う所に問題があったのです。ボルタの時代の「銅」をＣｕと置き換えるところにも問題があります

ボルタ電池、減極剤は高校の教科書にはほとんど載らなくなっているようです。ダニエル電池から入ります。（私も授業ではダニエル電池から入ります。演示もやります。ボルタ電池は扱いません。）

高校の教科書は高校の教師だけで書いているのではありません。大学の専門家が顔を並べています。「高校化学が幻想の上に成り立っている」としたら大学の専門家の怠慢です。電気化学の専門家が入っていないのではありません。そういう人たちは自分の研究と知識を教科書に反映させようとしてこなかったのです。
私は渡辺正氏の書いたものを読むまでそういうことを意識した文章に出会ったことがありませんでした。