問2 ダニエル電池
ダニエル電池は, 亜鉛 Zn 板を破酸亜鉛水溶液 ZnSO。 aq に, 鋼
Cu 板を硫酸銅(水溶液 CuSO。aq に浸し, 両液が混ざらない
ように素焼き板で仕切り, Zn 板とCu板を導線でつないだ電池で
ある。イオン化傾向は Zn>Cu であるから, この電池の負極は
Zn 板, 正極は Cu 板であり, その構成は次のように表される。
(こ)ZnlZnSOxaqlCuSOzaqlCu(+)
ダニエル電池を放電させたときに各電極で起こる変化は, それ
ぞれ電子 e~ を含むイオン反応式で次のように表される。
2Z板(負極) Zn 一> Zn +2e- ①
蘭数 。 0 2
Cu板(正極) Co" +2e-一eu ②
科化数 12 6
Zロ 板(負極)ではZn がZn** となって溶け出すため。 質量が減
少する。 一方, Cu 板(正極)では Cu が析出するため, 質量が増加
する。 したがって, 質量が052g減少した電極は Zn 板(負極)で
あり, 溶け出した Zn(式量 65)の物質量は,
052g っ
OX10ml
このとき回路を流れた電子の物質量は
80x10-!molx2=16x10プmol
正極に析出する Cu(式量 64)の質量は,
64gmolx(L6x10-*x本jnol=05l2gs051g
以上より, 正極の質量は051g増加する。
なお, 正極の質量増加は次のように求めることもできる。 (1式
②式より, 電池全体で起こる反応は, 次のイオン反応式で表さ
全体 m+ CoサーのZn+Ou
したがって, ダニエル電池を放電させるとき, 負極で減少する
質量と正極で増加する質量の間には次の関係式が成り立つ。
(負極で減少する質最) : (正極で増加する質量)
電池
牙灯元反応により発生する化学エネ
ルギーを電気エネルギーに変換する装w
を電聞(化学電池)という。外部回路を|
子は負極から正極に流れ 電流は正極か
ら負極に流れる。
電池の放電
負竹机化反応が起こる。
正極 郊反応が起こる
ダニエル電池
下板を確末水汐に 鋼板を確
琶名(水深液に浸し, 丁流が混ざらな
いように素焼き板で仕切り。亜板と鋼
板を導線でつないだ電油。
(づつZnlZnSoxaqlCuSoraq lcu()
ー135 一
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