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水溶液とイオン、電池とイオン
A. 微視的な原子の構造と電離のダイナミズム
①原子の内部構造とイオン化の仕組み
・原子の基本構造物質を構成する原子の中心には、正(+)の電気を持つ子様が存在しょ
その周囲を負(-)の電気を持つ電子が扉が回っている。
原子核はさらに正の電気を持つ陽子と、電気的に中性な中性子で構成される。
・電気的な中性・通常の原子の状態では、揚子の数と電子の数が等しいため、原子全体としては
電気を帯びていない。
・イオンの生成原理:
陽イオン原子が外からの影響で電子工業、相対的に正の電気(陽子)
が勝った状態。
水素イオン(H+)や銅イオン(Cu²)が代表例
陰イオン原子が外部から電子を受け取り、負の電気が勝った状態。
塩化物イオン(CI)や水酸化物イオン(OH)などがある。
・同位体(アイソトープ)・同じ元素(陽子の数が同じ)であっても、中性子の数が異なるため
質量が違う原子を同位体という。
②電解質の性質と塩酸の電気分解
●電離の定義:物質が水に溶けて陽イオンと陰イオンに分かれる現象を電離という。
この性質を持つ物質を電解質と呼び、電流が流れるのは水溶液中でイオンが自由に
動けるからである。
・塩酸の電気分解の詳解・塩化水素が電離した水溶液に電圧を加えると、各イオンは
反対の符号を持つ電極へ引き寄せられる。
陰極(一極)での反応…陽イオンである水素イオンが電子を受け取り、水素分子(Hz)
となって気体として発生する
陽極(+極)での反応陰イオンである塩化物イオンが電子を放出し、素分子(C)
が発生する
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この際、刺激臭がし、脱色作用(インクを消すなど)が
[見られるのが特徴である
KOKUYO (OOSE LEAF-35AT

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B.金属の反応性と化学電池のエネルギー変換
①金属のイオン化傾向と反応の強弱
・イオン化傾向の意義・金属が水溶液中で陽イオンになろうとする性質の強さをイオン化傾向
という。
教科書では「Mg > Zn>Fe>Cu」の順で示され、マグネシウムが最もイオンになりやすい
・金属とイオンの置換・例えば、銅イオンを含む青い水溶液にマグネシウムを入れると、
マグネシウムが溶け出してイオンになり、代わりに銅が金属として析出する。
これは「よりイオンになりやすい金属が溶ける」という鉄則に基づいている。
②化学電池の動作原理とダニエル電池
・電池の定義・化学変化を利用して、物質が本来持っている化学エネルギーを直接電気エネルギー
に変換して取り出す装置を化学電池(または電池)という。
(記述の核)・ダニエル電池の電極反応
負極(一極)の挙動・イオン化傾向の大きい亜鉛板が電子を放出して亜鉛イオン(Zrt)
となり、水溶液に溶け出す。
☆放出された電子が導線を通って正極へ移動することが、電流の正体
正極(+極)の挙動、導線から届いた電子を、水溶液中の銅イオン(Cu²)が受け取り、
金属の銅として銅板に付着する。
○現象の観察・反応が続くと、負極の亜鉛板は溶けて細くなり、正極の銅板は新しい銅が
付着して厚くなる。
また、正極付近の水溶液の青色(銅イオンの色)は徐々に薄くなっていく
③多様な電池の分類と環境対応
・一次電池と二次電池・使い切りで充電できないものを一次電池(アルカリ乾電池など)、
逆向きに電池を流すことで再利用できるものを二次電池
(リチウムイオン電池、鉛蓄電池など)と呼ぶ。
・燃料電池の革新性:水素と酸素を化学反応させて電気を取り出す装置。
化学的な「燃焼」に近いが、直接電気を得るため効率が高く、
「排出物が「水」のみであるため環境に優しい究極のクリーンエネルギー
として期待されている