はじめに
今回は電池の仕組みについて簡単に解説します。日常生活で欠かせない電池ですが、その仕組みを知ることで、なぜ電池が電気を生み出せるのかを理解できるようになります。特に、最も基本的なボルタ電池とダニエル電池について説明し、電池の基本的な構造と動作原理をお伝えします。科学の基本を学びながら、電池の面白さを一緒に発見しましょう！
電池の仕組み
電流とは？
電流とは、電子の逆の流れのことである！化学電池を理解する上で大事なのは、電子なので電流は電子の逆向きの＋の電荷の流れのこと！
イラストでイメージを膨らまそう！
- イオン化傾向が大きい金属が、イオンと電子を放出する！
- そのため、イオン化傾向が大きい金属が負極なる！
- イオン化傾向が小さい金属は、電子を極板で受け取り表面に析出する！
- そのため、イオン化傾向が小さい金属は正極となる！
電池は酸化還元反応？
・イオン化傾向が大きい金属は電子を放出するので、負極は酸化反応である！
・イオン化傾向が小さい金属は電子を受け取るので、正極は還元反応である！
ボルタ電池
ボルタ電池は、1800年にボルタが開発したものである。ボルタ電池は、起電力がすぐに低下してしまうという欠陥がある。そのため、今ではダニエル電池が使われている！
※このボルタ電池は、頻出でないため電池の構造を理解する練習だと思い取り組もう！
極板は亜鉛板、銅板であり水溶液は希硫酸を用いる電池である！
イラストでイメージを膨らまそう！
- 極板のイオン化傾向の大小の判断→Zn＞Cu
- 亜鉛Znの方が、イオン化傾向が大きい！そのため、亜鉛は電子２e–と亜鉛イオンZn2+を放出する！→電子を放出するため、亜鉛板は負極になる！
- 亜鉛板から流れ出た、電子２e–は銅板の方に流れてくる！
銅板は亜鉛板から電子を受け取ったため、銅板は正極になる！ - 希硫酸から生じた水素イオンH＋２つと銅板に流れきた電子２e–が反応を起こす！
- ④より水素H2となって、銅板側に気体になって出てくる！
硫酸イオンは反応に関与しないの？
硫酸イオンなどの多原子イオン（多数の原子からなるイオン）は基本的に安定なため、他のものと反応することが少ない！
負極、正極、全体のイオン反応式についてみてみよう！
【負極のイオン反応式】
負極の亜鉛板は電子２e–と亜鉛イオンZn2+を放出する！
【正極のイオン反応式】
銅板の表面では水溶液中にある水素イオンH＋２つと銅板に流れきた電子２e–が反応を起こし銅板側に水素H2が発生する！
【全体のイオン反応式】
負極と正極のイオン反応式から、電子を削除する！今回はそのまま足し算！
※→と＝は同様と考え計算する！
おわりに
今回のブログで紹介した電池の基本的な仕組みや種類は、高校化学の学びの一部として非常に重要です。学んだ知識を活かして、化学の他の分野にも興味を持ってもらえたら嬉しいです。次回の内容も楽しみにしていてくださいね！
次回は、ダニエル電池や実用電池などについて解説します！
電池は解き方を覚えれば、パターンが決まっている問題ばかりなので手順を意識しながら問題に取り組みましょう！
たくさんの問題に触れることが大事です！おすすめの参考書も下にリンクを貼っておきますのでご確認ください！
これからも、文系の方にもわかるように化学基礎を解説しますのでチェックお願いします！
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