ダニエル電池の素焼き板をガラスに変えるとどうして電流が流れなくなるのでしょうか？
ガラスになったところで、亜鉛からは亜鉛イオンが溶けだして導線をつたって電子が銅板に移動し銅板から銅イオンへ電子が渡されることで電流が流れるように思えるんですがなにがいけないのですか？
✨ ベストアンサー ✨
普通、自然に放置するとエネルギーが一定(差が減少する方向)に移動します。例えば氷は外部の熱を吸収して水に変わり、熱平衡になりますね。
かりにエネルギーの差を生むように移動するなら、それは(人為的に)外部からエネルギーを与えていることになります。
さて、仮に亜鉛や銅が独立した水溶液で溶け出すと仮定します。するとその水溶液はそれぞれ
Zn→Zn2+ + 2e-
Cu2+ + 2e-→Cu
がおこり、負極の水溶液はZn2+の増加によって正に帯電し、正極の水溶液はCu2+の減少によって負に帯電します。これは電位差が増大する方向に、即ちエネルギー的に差を生みながら溶けることになり、エネルギーを使っていることになり、自然に反します。
つまり、電池は電荷の偏りを打ち消すように移動する電荷の担い手が移動しなくてはならないわけです。
今回はそれがイオンなわけです。如何でしょうか？
素焼き板はイオンを通すための小さい穴がありますが、ガラスには無いためイオンが移動できず結局電池は動かなくなります
水溶液中でイオンが移動できないとどうして電池として機能しなくなるのですか？
ダニエル電池の仕組みについて復習してください
教科書に詳しく書いてなかったので質問したのですが、手間を取らせてしまったようで申し訳ないです。
亜鉛側は亜鉛が溶け出したことにより亜鉛イオンがたくさん存在します。
また銅側では銅が析出したことにより硫酸イオンが残ります。
ここで素焼き板だった場合、素焼き板には穴があるので、ここをそれぞれのイオンが行き来します。
これにより溶液全体の電荷は均一に保たれます。
ではここでガラス板だった場合を考えてみましょう。
ガラス板には穴はあいていませんので、それぞれのイオンが行き来することができません。
そうなると亜鉛側は正の電荷に銅側は負の電荷になります。
ここでダニエル電池は亜鉛が水溶液中に溶け出し残った電子が銅へと本来なら流れ行きますが、
今回の場合は少し違います。
銅側は負の電荷を帯びているので、同じように負の電荷を帯びている電子は近づきたくても、負と負が反発して近づくことができません。
このような理由から電池は動かなくなります。
水溶液中の陰イオンが電子の移動を静電気力によって妨げるんですね
回答ありがとうございます🙇🙇納得しました
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回答ありがとうございます
よくわかりました🙇