【SPONSORED LINK】

電池と電気分解一覧

化学電池は私たちが日常よく目にする乾電池は,どのようにして電流を生み出しているのでしょうか?

「酸化される物質からは電子が放出され,還元される物質に電子が吸収される」ということを酸化還元反応の分野で学びましたが,

「この酸化還元反応で移動する電子をうまく取り出してやろう!」

というのが電池の考え方です.

また,電池を学んだ後に電気分解を学ぶことになりますが,しっかり意識していないとこれらをごちゃ混ぜにしてしまい,混乱してしまう人はよくいます.

電池と電気分解をしっかり区別して,考えられるようになってください.

電池と電気分解1|電池の考え方と電流の正体
電池と電気分解2|イオン化傾向と電池の考え方
電池と電気分解3|ボルタ電池とダニエル電池の仕組みと違い
電池と電気分解4|鉛蓄電池の仕組みと反応はとてもシンプル
電池と電気分解5|電気分解の基本と,電池と電気分解の違い
電池と電気分解6|陽極と陰極の反応4パターンを理解する

電池と電気分解6|陽極と陰極の反応4パターンを理解する

前回の記事では,イオン化傾向を利用して電気が流れるようにした仕組みのことを電池といい,電気分解は電池に繋いでビリビリと電気を流すことで分解が起こる仕組みのことをいうのでした.

このことは

  • 電池は能動的な反応
  • 電気分解は受動的な反応

と言い替えることが出来ますね.

さて,電池は組み立てれば自然に電気が流れることにより,電池の電極のプラスとマイナスが決まります.これをそれぞれ正極,負極といいました.

一方の電気分解は自身だけではプラスとマイナスが決まらず,電池の正極と繋いだ方を陽極(プラス),負極と繋いだ方を陰極(マイナス)というのでした.

さて,今回の記事では,その電気分解の陽極と陰極でどのように反応が違うのかを4パターンに分けて解説します.

続きを読む


電池と電気分解5|電気分解の基本と,電池と電気分解の違い

前回までの記事では,「ボルタ電池」や「ダニエル電池」といった初期の電池や,現代でも車のバッテリーなどに利用される「鉛蓄電池」について説明してきました.

電池の次には「電気分解」を習うことになるのですが,最初は電池と電気分解の違いがなかなか分かりにくく,混乱してしまいがちです.

前回までで説明してきたように,「(化学)電池」とは「化学変化を起こして,物質から電気エネルギーを取り出す装置のこと」をいうのでした.

一方の「電気分解」はこれと真逆で,「電気エネルギーを使って起こる分解(化学変化)のこと」を指します.

この記事で「電気分解」を理解して,電池と電気分解をしっかり区別して考えられるようになってください.

続きを読む


電池と電気分解4|鉛蓄電池の仕組みと反応はとてもシンプル

ボルタ電池やダニエル電池は使い切りの電池であり,充電はできませんでした.

充電ができる電池として非常に重要な電池として,鉛蓄電池があります.

鉛蓄電池は車のバッテリーとして利用されるなど,現代社会ではなくてはならない非常に実用性の高い電池で,高校化学でも頻出です.

鉛蓄電池はこの汎用性の高さとは裏腹に,その仕組み自体はとてもシンプルです.

鉛蓄電池は敬遠されがちですが,覚えるべき少しのポイントさえフォローできれば,簡単に理解することができます.

続きを読む


電池と電気分解3|ボルタ電池とダニエル電池の仕組みと違い

ボルタ電池はイタリアの物理学者のVoltaが発明した電池で,世界初の化学電池とされています.

なお,Voltaは電気の研究に貢献し,電圧の単位であるボルト(V)の由来にもなっています.

さて,ボルタ電池は亜鉛Znと銅Cuを導線で繋ぎ,希硫酸$\ce{H2SO4}aq$に浸けるだけのシンプルな構造で簡単に作ることができます.

しかし,その単純さの代わりに,「分極」が起こるという欠点も持ち合わせています.

そこで,イギリスの化学者・物理学者であるDaniellは,「分極」が起こらないように改良したダニエル電池を発明しました.

この記事では,ボルタ電池とダニエル電池の仕組みを説明します.

続きを読む


電池と電気分解2|イオン化傾向と電池の考え方

前回の記事で説明したように,電池とは「酸化還元反応を利用して,電子の移動を生じさせる装置」のことをいうのでした.

そのことを見るために,銅Cu電極と亜鉛Zn電極で起こる化学反応を利用するボルタ電池を例に挙げて,電子$\ce{e-}$が導線を流れる様子を考えました.

なお,ボルタ電池(とダニエル電池)については,次の記事で詳しく説明しています.

この記事では,このボルタ電池の仕組みを他の場合にも起こすには,「金属が陽イオンへのなりやすい性質」である「イオン化傾向」を考えれば良いことを説明します.

さて,亜鉛Zn電極であっても,相手の電極の素材が何であるかによって電流の流れる向きが変わります.

この電流の流れる流れる向きを考える際に,「イオン化傾向」の大きさを順に並べた「イオン化列」がとても重要な役割を果たします.

続きを読む


電池と電気分解1|電池の考え方と電流の正体

「電池」は日常的によく見かけるもので,現代の生活になくてはならないものとなっています.

我々が時計などを動かすときなど,我々は「電池」を使いますが,この電池はどのようにして「電流」を生み出しているのかを考えましょう.

そもそも「電流」とは「電子$\ce{e-}$の流れ」のことで,したがって電池は「電子$\ce{e-}$の流れ発生させる装置」ということができます.

ここで大切になってくるのが,酸化還元反応です.

酸化還元反応を考えるときには,電子$\ce{e-}$がどのように動いているかを考える半反応式が重要なのでした.

電池と電気分解でも,この電子$\ce{e-}$の動きがとても重要です.

続きを読む


記事

一覧へ

Twitterを

フォロー

TouTube

を見る

オススメ

参考書

大学数学の

姉妹ブログ