化学の問題で納得できないところがあるので教えてください。
まず問題文(の一部)は以下の通りです。
「ダニエル電池は、素焼き板で仕切られた硫酸亜鉛、硫酸銅(II)水溶液に、それぞれ亜鉛板と銅板をひたした構造である。いま、ダニエル電池を直列に2個つなぎ、図のような電解装置で硝酸銀水溶液の電気分解を行った。電解槽の陽極には白金、陰極には銀を用いている。その結果、ダニエル電池の正極は全体で1.27gの質量増加があった。この実験で電解槽に流れた電流は何クーロンか。ただしファラデー定数F=96500C/mol Cu=63.6とする」
(なお、問題文の「ダニエル電池の正極は全体で1.27gの質量増加があった」という表現は個人的に少しわかりにくい気がしますが、原文のままです)
ダニエル電池の正極では
Cu2+ + 2e- → Cu
の反応が起こるので
正極ではダニエル電池2個分で1.27/63.6molの銅が析出することになると思います。
なので、1.27/63.6×2×96500=3.85×10^3(C)と考えたのですが
解答は1.27/63.6×1/2×2×96500=1.93×10^3(C)となっています。
これはどうしてでしょうか?
わかる方がいましたら教えてください。
よろしくお願い致します。
No.1ベストアンサー
- 回答日時:
電極の物質の変化量は電流の大きさに比例します。
これがファラデーの法則です。
この問題ではダニエル電池を直列にしていますが、直列の場合は
電圧がほぼ2倍になりますが、電流は変化しません。
回路は全て1本道で、1つのダニエル電池に流れた電流が次の
ダニエル電池に流れ、それが硝酸銀の電気分解に使われます。
ダニあえる電池を直列にする理由は、起電力が低くて1つでは
硝酸銀の電気分解が十分にできないということと、並列と直列の
理解ができているかの確認の意味だと思います。
ご回答ありがとうございます。
なるほど!
直列で電池を2つ接続しても回路に流れる電流は同じ、
つまりダニエル電池1個分だと正極で1.27×1/2gの質量増加があり、
この値を使って電子のモルを求めればいいということですね。
だとするとダニエル電池を「並列」で2つ接続する場合、回路に流れる電流は
ダニエル電池1個分の電流と同じですが、それぞれのダニエル電池の正極において
析出する銅の質量は電池1個の時の半分になると考えていいのでしょうか?
もしよろしければ教えていただければ助かります。
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