化学
高校生
解決済み

亜鉛板と銅板と塩酸を用いた電池についての質問です。
負極側の亜鉛ですが、電子を自身から奪って(つまりは亜鉛を亜鉛イオンにして)正極側に流していますが、電離している塩酸のCl⁻から電子を奪うことはないのですか?

回答

✨ ベストアンサー ✨

塩酸は電離しませんよ。
一体どういう回路を組んだ場合のことを言っているのですか?
回路の組み方にもいろいろあるので図で示してもらいたいです

TKG

もし電離していたとしてもclはclーにしかならず、それ以上電子を取り除くことはできません。
電気は電子の流れであってclーのようにイオンは関係ないです。
まずそこからおかしいです。
もう一度しっかり学習することをお勧めします

ゲスト

ご回答ありがとうございます。

回路はこのような回路です。

塩化水素は水に溶かすと
HCl+H₂O→Cl⁻+H₃O⁺
と電離しませんか?

電離しているとすると、負極側の亜鉛板での反応は、
Zn→Zn²⁺+2e⁻となるそうなのですが、
2Cl⁻→Cl₂+2e⁻としても電子を取り除けませんか?

色々と申し訳ないですが教えて頂きたいです。
(先程コメントさせていただいたものに一部内容に誤りがありましたので訂正させていただきます。)

TKG

すみません、ゲームしてて遅れました笑

TKG

今から解説書くので少々お待ち下さい

ゲスト

ありがとうございます。

TKG

まず、電離しているというのはあってます。

TKG

この場合の電池はこのような仕組みになっているというのはご存知ですか?

TKG

次にclについての回答ですが、そもそも塩酸はHclの状態から電離してh+とclーになっている訳なので
2clの状態になることはありません

TKG

そもそもなぜh+とclーに分かれるのかというと
こうなっているんです。なので既にclはもう水素に電子を渡しているのでこれ以上電子を出すことはできません

ゲスト

2つめからお返事いたします。
そのような図は見たことがあります。

仕様でしょうか、右上につけたマイナス→⁻が非常に小さく表示されてしまうので2Clのように見られたのかもしれませんが、そこについては謝罪します。分かりにくくて申し訳ないです。

Cl-は全体として電子1つ分マイナスの電気を帯びているので電子を放出することもできませんか?

TKG

仮に放出できたとしても、回路に組み込まれないじゃないですか。
clと回路に繋がりがありませんよね?電極で隔てられています

ゲスト

これは例なのですが、
ボルタ電池では、亜鉛が溶けてその電子が正極側に移動し、この電子を受け取るのは、水溶液中に電離しているH+のイオンですよね?

このように、溶液が回路の一部でないと電流は流れないと思うのですが、誤りでしょうか?

TKG

少し惜しいかと

TKG

ん?あ、ボルた電池限定だとそれは正解です。
溶液が回路の一部であることで電極のイオン化傾向の違いによりー、+が発生し、電気が流れます

ゲスト

上に示した図はボルタ電池の溶液を塩酸に変えたものなのですが、本質的な原理として亜鉛と銅のイオン化傾向の差を電位差にして電圧を起こしていますよね?
SO42-は電気分解に関与しませんが、今回はCl-があるので電子を取り出す(=電気量をプラスする)ことが可能ではないでしょうか?

TKG

うーん、では聞きますがそもそもどうやって電子を取り出すんですか?
亜鉛もイオン化傾向により溶けることで電子が発生します。
clーにも何かのきっかけがなければ電子を取り出すことはできません。
ボルタ電池の場合でclから電子を取り出すことのできる過程は含まれていませんよね?
結果、回路図にclーから取り出した電子なんていうものはあるはずもなく回路内にclーから取り出した電子が流れることはありません。亜鉛が「溶けることで」取り出した電子のみです

ゲスト

ごめんなさい、勘違いしてました。
塩化物イオンが塩素として発生するのは電流を流した時だけであって、起電力もない状態で塩化物イオンから電子を奪えるはずもなく、HとZnのイオン化傾向の差によって外部からの力なしに電子を取り出せるんでした…
長々とすみません、分かりやすい説明ありがとうございました。

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