金属板の溶解

まずは、電池について学んでいく上で重要な「金属板の溶解」について説明していく。金属板を希硫酸(希H2SO4)に入れた時にどのような反応が起こるのか、考えてみよう。


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Zn板の場合

Zn板を希H2SO4中に入れると、Zn板は融解しZn2+となる。ZnがZn2+になることにより発生した2つのeは、希H2SO4中に存在しているHとくっつくことにより気体のH2となって外へ出ていく。
この反応は、「イオン化傾向の差」が原因となって起こる。Znと希H2SO4中のH2のイオン化傾向を比べたときに、よりイオン化傾向の大きなZnがイオンとなって溶け出し、イオン化傾向の小さなH2が気体となる。

Cu板の場合

Cu板を希H2SO4中に入れても、(Zn板と異なり)全く変化が起こらない。

これは、Cuのイオン化傾向がH2より低いからだ。


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電池の仕組み

それでは、電池の仕組みについて説明していこう。
今回は例として「ボルタ電池」を用いる。

STEP1

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。従って、Zn板が溶け出す。
また、ZnがZn2+という陽イオンになったので、eが発生していることも確認しておこう。

STEP2

STEP1で発生したeがCu板側に伝わる。

この時、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。

STEP3

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)


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正極と負極

電池で使われている2つの極板のうち、電子を出す方を「負極」、電子を受け取る方を「正極」という。

これは、先ほど例として使った電池だね。
この電池で使われている2つの電極(ZnとCu)の内、Zn板は電子を出しているから負極、Cu板は電子を受け取っているから正極となる。

電子と電流

電子の流れる向きと電流の流れる向きは「逆向き」である。


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