イオン化傾向が大きい方が負極 小さい方が正極となる。 イオン化傾向 K Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H2 Cu Hg Ag Pt Au 貸そう か な ま あ あ て に すん な ひ ど す ぎる 借 金 主要電池名 概略図 負極板 H2 e− e− Zn Zn 2＋ H＋ e− H＋ e− e− 負極板 Zn 2＋ Cu SO4 2− 負極板 e− Pb PbO2 PbSO4 正極板 Pb − H2 →2H＋ ＋2 e （中性・酸性） H2 ＋2OH →2H2O＋2 e − − e− e− H ＋ H33PO44 aq など 正極板 H2 2＋ − − O2 （塩基性） O2 H 2O 1.1V 負極での反応 マンガン乾電池 2＋ H2SO4 aq PbO2 2.1V − O2＋2H2O＋4 e →4OH− （中性・塩基性） − O2＋4H ＋4 e →2H2O （酸性） H3PO4 aq など 1.2V リチウム電池 ニッカド電池 正極での反応 − Zn → Zn ＋2 e 2＋ 正極活物質 MnO2＋C → Cd(OH)2＋2Ni(OH)2 全体 Cd＋2NiO(OH)＋2H 2O ← →Ni(OH)2＋OH − 電解液 減極剤 起電力 MnO2 1.5V 濃淡電池 負極板 Ag Ag → Ag ＋＋ e 正極板 Ag − Ag ＋＋e → Ag 2− ①負極に水素ガスを吹き付けると、水素の一部がイオン化 ＋ して電子を放出。H として溶液中に溶け込む。 ②電子が正極へ移動。正極に吹き付けられていた酸素が 電子を受け取り、O となる。 2− ③ O はすぐに溶液中の H と反応して水になる。 2− ＋ ポイント ・電解質としてZnO/KOHを用いたものをアルカリ 乾電池という。一次電池。 2.8V ・イオン化傾向最大のリチウムを用いているため 高起電力の一次電池。 KOHaq 1.3V ・放電により電解液の濃度が増すので、一定の 起電力を長く維持できる。 ・二次電池。 AgNO3aq 0.06V ・溶液の濃度差だけで働く電池。濃度が等しくなった時 電流は流れなくなる。・実用にはむかない一次電池。 充電 − 2＋ て注目されている。電気分解の逆反応。 複雑なので入試では ほとんど問われない。 2 放電 ①負極でPbがPb になり電子を放出。 ②Pb は液中のSO4 と結合してPbSO4となる。 ③正極では PbO2 が電子を受け取り、PbSO4 になる。 ★放電（2mol の電子が流れる）すると負極ではPbが1mol から PbSO4 1mol に変化するので96ｇ質量が増加。 正極では64ｇ増加。一方、電解液では硫酸 2mol が 水 2mol に変化するので濃度(質量は160ｇ)が減少する。 ★反応によって水ができるのでクリーンエネルギーとし ZnCl2 ＋ NH4Cl 有機溶媒 ＋ ＋ − 正極活物質（CF）n （CF）n＋e − ＋Li ＋ →C＋LiF 負極活物質 Li Li → Li ＋ e LiClO4 − − − e NiO(OH) NiO(OH)＋H O＋2 正極活物質 Cd＋2 OH →Cd(OH) 2 ＋2 e Cd 負極活物質 負極活物質 Zn 2＋ ・自動車のバッテリーなどで使用されている。 ・充電できる。（二次電池） PbO2 （水蒸気） その他電池名 ＋ 2− 全体としての反応 2H2 ＋O2→2H2O O2＋H2O 2＋ 2＋ 充電 e− 負極板 （水素・酸素電池） Cu 放電 電解液 H2 負極 ZnSO4 aq 分極し ないの 正極 で不要 CuSO4 aq ・ダニエル（英）が1836年に考案。 充電により 繰り返し使用 ・ボルタ電池の改良型。 できる電池を ・完全ではないが二次電池としている。 二次電池（蓄 ①Cuが溶解してCu になり電子を放出。 電池）という。 ②その電子が正極へ移動。 ③Cu が電子を受け取り、Cu が析出。 ④SO4 が負極側に移動し、ZnSO4となる。 ★CuSO4水溶液の濃度が薄くなり、ZnSO4水溶液 の濃度が濃くなる。 → 2PbSO4＋2H2O Pb＋PbO2＋2H2SO4 ← SO42− H＋ H＋ e− H2 H2SO4 aq なし 1.1V ・ボルタ（伊）が1803年に最初に発明。 ・充電できない。（一次電池） ①Znが溶解してZn になり電子を放出。 ②その電子が正極へ移動。 ③H が電子を受け取りH2を発生。 ★銅板上での水素の発生による分極が起こる。 これを防ぐために過酸化水素などの減極剤を使 用する。 正極と負極の電位 差。イオン化傾向 の差が大きいほど 大きくなる。 − PbSO4 燃料電池 Zn − Pb＋SO4 2− →PbSO4＋2 e PbO2＋2 e ＋SO4 2−＋4H＋ →PbSO4＋2H2O 全体としての反応 e− 燃料の燃焼の際に発生する エネルギーと同エネルギーを 電気エネルギーとして 取り出す装置 − Zn →Zn ＋2 e Cu ＋ 2e →Cu 2＋ e− e− 正極板 2＋ Cu 2− SO42− ＋ − Cu2＋ Zn Zn 2＋ Cu ポイント 減極剤 起電力 分極を防ぐ為に 加える酸化剤。 →H2 Zn →Zn ＋2 e 2H ＋2 e 2＋ 素焼き板 e− SO4 正極板 Zn 電解液 SO42− e− 鉛蓄電池 正極での反応 e e ダニエル電池 電池：物質が化学反応をすることによって電気を取り出す装置。 電気分解：電気を流して物質を分解すること。 − − ボルタ電池 負極での反応 電 池 http://fastliver.com/ Manabu Sato(C)2005
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