ダニエル電池、ボルタ電池、鉛蓄電池などの正極と負極の反応(式のみ)

電池は、二つの金属を希硫酸などの電解液を通して酸化還元反応させる。二つの金属は、電子を受けとるものを正極、電子を放出するものを負極という。

電池の式

電池は「負極|電解液|正極」と式で表す。負極の横にマイナス、正極の横にプラスをつけて次のように書く。

鉛蓄電池 (-) Pb | H2SO4 | PbO2 (+)

まずPb(鉛)が電子を放出して自身は酸化する。その電子は回路をつたってPbO2にやってきて、PbO2はその電子と反応する。

ボルタ電池以外のほとんどの電池は鉛蓄電池のように、正極と負極の金属が酸化還元反応する。ボルタ電池のみ反応が金属と金属でなく、金属と水素であることに注意しよう。

ボルタ電池

(-) Zn | H2SO4 | Cu (+)

ボルタ電池の式自体は上のように書くが、実際の反応は

Zn → Zn2+ + 2e- 2H+ + 2e- → H2

である。

まず亜鉛が電子を放出する。その電子は回路をつたって銅にやってくる。すると希硫酸の水素イオンがその電子とくっついて水素分子となり、気体となって放出される。

それ以外の電池の式まとめ

ダニエル電池 (-) Zn | ZnSO4aq | CuSO4aq | Cu (+)

鉛蓄電池 (-) Pb | H2SO4 | PbO2 (+)

マンガン乾電池 (-) Zn | NH4Claq, ZnCl2aq | MnO2, C (+)

アルカリ乾電池 (-) Zn | KOHaq | MnO2 (+)

燃料電池 (-) H2 | H3PO4aq | O2 (+)

酸化還元反応も参照。

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