鉛蓄電池の問題

放電により電子1molが流れた時、正極と電解質溶液の質量はそれぞれ何ｇ増減するか。有効数字２桁で答えよ。

難しくて、わかりません。
誰か、解説御願いします。

No.1 回答者： Saturn5 回答日時： 2010/04/17 22:23

（負極）Ｐｂ　＋　ＳＯ４２－　→　ＰｂＳＯ４　＋　２ｅ－

（正極）ＰｂＯ２ ＋　ＳＯ４２－　＋　４Ｈ＋　＋２ｅ－　
　　　→ ＰｂＳＯ４　＋　２Ｈ２Ｏ
（全体） Ｐｂ　＋　ＰｂＯ２　＋　２Ｈ２ＳＯ４　
　　　　　→　２ＰｂＳＯ４　＋　２Ｈ２Ｏ

ｅ－ １ｍｏｌでは０．５ｍｏｌのＰｂがＰｂＳＯ４に変化する。
ＳＯ４の式量＝９６　なので９６×０．５＝４８ｇ　増加。

ｅ－１ｍｏｌでＨ２ＳＯ４が１ｍｏｌ減り、Ｈ２Ｏが１ｍｏｌ
増える。（全体式は電子２ｍｏｌあたりの反応）
Ｈ２ＳＯ４＝９８　Ｈ２Ｏ＝１８なので、９８減って１８増える。
すなわち、８０ｇ減少する。

この回答への補足

正極や負極とはだいたいどこからどこまでのことを指すんですか？？
金属板のところだけですか？？

補足日時：2010/04/17 22:51

No.2 回答者： ORUKA1951 回答日時： 2010/04/17 23:20

難しくなんかありません。

小学校の算数です。
ちょっと科学的な用語が出てくるとパニクッてたら駄目だよ。
まず化学式を書く。
電池の場合は陽極は回路から電子を受け取り電解液に渡す方ですから
PbO2 ＋ SO4^{2-} + 4H^{+} + 2e^{-} → PbSO4 + 2H2O
で、陽極物質は
　　　2e^{-}
PbO2 ――→ PbSO4
　ゼロ　　　SO2
　と変化する。電子2molで、1molの変化だから
　　差額の　SO2 の分だけ考えればよい
　2molの電子でSO2 1mol
なら
　1mol の電子でSO2 0.5mol分の質量が増大する。

溶液については同様に
Pb + PbO2 + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O
　　　2e^{-}
2H2SO4 ――→ 2H2O
だけ見ればよい。
すなわち、
2molの電子で
2SO3 ――→ ゼロ
すなわち
　S×2　＋ O×6 分減少する。

ついでに負極についてみると
Pb + SO4^{2-} ――→ PbSO4 + 2e^{-}

　　　2e^{-}
Pb 　 ――→ 　PbSO4
　ゼロ　　　　　SO4

全体をみると、電子２個で
陽極　　ゼロ　　 　→　S + 2*O
溶液　　2*S + 6*O　→　ゼロ
陰極　　ゼロ　　　 →　S + 4*O
で質量保存も成り立つ。

No.3 ベストアンサー 回答者： Saturn5 回答日時： 2010/04/18 05:46

電池のおける正極、負極は金属板をさします。

鉛蓄電池では放電後の精製物であるＰｂＳＯ４は不溶性であるため、
極板に付着するので質量が大きくなります。
生成物が水に溶けないことが極板に鉛を選択している理由で、
効率を上げるためにできるだけ表面積を広くしています。

極板だけに注目すると、電子２ｍｏｌでは
（負極）Ｐｂ　→　ＰｂＳＯ４ なので９６ｇ増加
（正極）ＰｂＯ２　→　ＰｂＳＯ４ なので６４ｇ増加