ボルタ電池とは？仕組み・各極の反応・分極の理由などを図で解説！

【プロ講師解説】このページでは『ボルタ電池（仕組み・各極の反応・分極の理由など）』について解説しています。解説は高校化学・化学基礎を扱うウェブメディア『化学のグルメ』を通じて6年間大学受験に携わるプロの化学講師が執筆します。

Recipes

ボルタ電池の仕組み

STEP1	イオン化傾向の大きい金属板が溶ける
STEP2	STEP1で発生した電子（e-）がもう片方の金属板の方へ流れる
STEP3	流れてきたe-が（溶液中の）イオン化傾向の小さい陽イオンとくっつく

Point!

まずは、イオン化傾向の大きい金属板が溶ける。

CuとZnではZnの方がイオン化傾向が高い。したがって、この場合Zn板が溶け出す。

また、ZnがZn^２＋という陽イオンになったので、e^ーが発生していることも確認しておこう。

次に、STEP1で発生したe^ーがCu板側に伝わる。

このとき、電子が通過することで（電流が発生して）豆電球が点灯していることに注目しよう。

Cu板に流れてきた電子は、希H₂SO₄中に存在しているH^＋とくっつく。（＝気体のH₂発生）

分極を起こす！

Point!

ボルタ電池では、正極で気体の水素（H₂）を発生する。

ボルタ電池を使い続けるとこのH₂がCu板の周りに溜まってくる。

溜まったH₂は、水溶液中のH^＋が負極からやってきたe^ーを受け取るのを妨害してしまう。

その結果、電子の受け渡しに不具合が生じ、電圧が急激に低下する「分極」という現象が起こる。

このような問題点があったため、ボルタ電池は実用化には至らなかった。

（１）両極での反応を、e^–を含むイオン反応式で書け。
（２）放電してすぐに電圧が低下することをなんというか。
（３）（２）の語を用いてボルタ電池の問題点を指摘しなさい。

（１）正極：2H⁺＋2e^–→H₂
負極：Zn→Zn²⁺＋2e^–
（２）分極
（３）例：発生したH₂が気泡としてCu板の表面にくっついてしまい、それが邪魔で新たにきたe^–をH⁺が受け取りづらくなって分極を起こしてしまうから。

（１）

正極：2H⁺＋2e^–→H₂
負極：Zn→Zn²⁺＋2e^–

まずは、イオン化傾向の高いZn板が溶け出す。
これが負極の反応式だね。
次に、Cu板へと伝わってきたe^–を水溶液中のH⁺が受け取って水素が発生する。