銅板から発生する気体はなぜ水素なのですか？理由をわかりやすくお願いします！

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質問者：yuki01ch
質問日時：2016/10/09 00:05
回答数：1件

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No.1ベストアンサー

回答者：むらさめ
回答日時：2016/10/09 00:41

銅板と亜鉛板が塩酸水溶液に浸されていてその外側でモーターを通して回路になっています。

イオン化傾向というのがあって、酸などの水溶液に金属を浸したときイオンになりやすい順番を示したものがあり、
銅と亜鉛では、亜鉛の方がイオンになり易いです。
塩酸水溶液に浸された亜鉛の表面では、亜鉛が亜鉛イオン(Zn2+)として水溶液に溶け出しています。
Zn　→　Zn2+　+　2e-
の反応です。
このとき亜鉛電極に取り残された電子(2e-)は外の回路に移動してモーターを回して、銅電極の表面までたどり着きます。
塩酸水溶液は
HCl　→　H+　+　Cl-
として水素イオンと塩素イオンが存在しています。
この2つのイオンのうちH+イオン2個が銅電極の表面で亜鉛電極から導線を流れてやってきた2e-を受け取り、
銅電極表面で水素ガスを発生させるのです
2H+　+　2e-　→　H2↑
ですね。

もし外のモーターなくそれぞれの電極がつながっていない場合は、
亜鉛はイオン化しやす性質を持っているので、塩酸中に亜鉛イオンとなって溶け出します。
Zn　→　Zn2+　+　2e-
やはりこの反応ですね。
亜鉛電極に残った2e-はそのまま水溶液に浸っている亜鉛電極表面で塩酸水溶液中のH+イオンと反応して、やはり亜鉛電極表面で
2H+　+　2e-　→　H2↑
として水素ガスを発生させます。

一方、銅は塩酸程度では水溶液に溶けるイオンに成らないので表面で反応は起こりません。