化学
高校生
解決済み

ボルタ電池において、銅板に電子e-がたまるのはわかりますが、なぜそれが起電力を低下させる要因になるんですか?その間もZn➡️Zn2+ + 2e-は続いているので、溜まり続けて、起電力は弱まらないと思うのですが。

回答

✨ ベストアンサー ✨

起電力はe⁻が動くことで発生します。

結構難しいんですが
ΔG° = -nFEという熱力学と電気化学を結ぶ重要な式があって
それを導出するときに起電力の原因は何かを考えると、電子の移動ということになります。

なので溜まっているだけでは起電力にはならないし
溜まってしまうと電子どうしの反発が起こって流れは悪くなってしまうし、という感じですかね。

加えて溶液側で+が蓄積されてしまうのも問題です。
溶液は常に「全体でみると電気的に中性」
という状態を保とうとするので
銅板の方でe⁻が消化されなくなると
それにあわせて亜鉛がイオンになるスピードもバランスをとって遅くなってくるんです。

そうなるとやっぱり電子が流れないので残念ながら起電力は下がります。
そんなわけでボルタ電池以降はこの電子の流れ改善を大きな目標にして電池が作られていく感じですね。

ブドウくん

あるサイトでは、電子が使われなくなると、どうせ送っても一緒だから送らないでおこうとする、って書いてましたけどそれは科学的ではないですよね?

DKoT

そうですね。
電子に意思はないので。

ブドウくん

ありがとうございました。

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