基本例題20
燃料電池
リン酸形の燃料電池の構成は、次のように表される。 下の各問いに答えよ。
(-)Pt H2 H3PO4aq|02 Pt(+)
→問題 193
(1) 放電するときに, 正極と負極でおこる変化を,それぞれ電子 e を含む式で表せ。
(2) 放電するときにおこる変化を,1つの化学反応式で表せ。
(3) 1.93×10°Cの電気量を得るために消費される水素は 0℃ 1.013×10 Paで何
mLか。
■ 考え方
■ 解答
(1) 燃料電池の正極
(1)
正極: O2+4H++ 4ę → 2H2O
活物質はO2, 負極
活物質はH2 である。
負極 : H2 2H+ +2e^
①
...②
(2)(1)の各反応式を.
電子 e が消えるよ
うに組み合わせる。
(3)負極の反応式か
ら, H2 と e の物質
量の関係を求める。
elmolの電気量は,
9.65× 10°Cである。
(2) ①+②×2 から, 放電時の変化を表す反応式が得られる。
2H2+O2 → 2H2O
3
(3) 1.93×103C の電気量に相当する電子の物質量は,
1.93 × 10°C
9.65 × 10C/mol
=2.00×10mol
②式から, 2mol の電子が流れたときに消費される水素は1mol
ので, 2.00×10-2 mol の電子を取り出したときに消費される水素は
1.00×10-mol である。 したがって, 水素の体積は,
22.4×10mL/mol×1.00×10-2mol=224mL
