勉強

ボルタに敬意を表して

化学のビデオ、電池に入りました。現在139まで終わりました。

酸・塩基でも、レーザープリンタの原理でも、歴史に敬意を払うことについて考えさせられました。電池もやはりそうなのですね。

実用化に至らなかったボルタ電池ですが、深いですね。

酸化還元反応をやったことで、「水素が酸化されて」のところで、「電子を失う」イオン反応式をイメージしやすくなり、「酸化」「還元」「酸化剤」「還元剤」という言葉を以前よりも立体的にとらえられるようになりました。


出典: 合格タクティクス

正極で発生する水素によって、水素とCu板との間で新たな電池が形成されるため、過酸化水素などの減極剤をいれ、水素を酸化して、水にすることで分極を抑する、とのこと。減極剤についてウィキには、「減極剤を正極活物質というようになった」とあり、どうしてだろうと思っていたところ、生活と化学のサイトに理由が書いてありました。

ボルタ電池で起こる元々の反応
亜鉛電極で発生した電子が正極へ向かい、水素イオンと反応します。この電子が移動することを現象としてとらえたのが電流なのですね。

正極で発生する水素が銅板の表面に付着し、水素イオンが銅板に近づきにくくなります。
下の写真は水素H2と銅板の間で新しい電池が形成されてしまう時の反応。(イオン化傾向がH2>Cuのため、水素がイオン化されやすくなります)。
上の写真と比べると、水素が酸化される逆反応が起きています。このままだと電子が逆に流れ、負極(亜鉛)からやってきた電子とぶつかってしまいます。

そこで、過酸化水素を加え、水素を水にして水素による影響を抑えるとされている反応。

しかし、実際は、以下の反応が起きているようです。
水素イオンよりも過酸化水素H2O2の酸化力が強いため、減極剤として加えた過酸化水素が正極で水素イオンの代わりに反応し、これにより起電力が回復するのですね。

そのため、減極剤というのは存在せず、減極剤を正極活物質と呼ぶようになった、というくだりに思わず「そうなんだ!」と声に出してしまいました。

説明不足な記事ですみません。

それにしても、自発的に起こる酸化還元反応を原理的にはすべて電池にできる、というのには驚きです。
原理原則から追っていくと、化学であれ物理であれ、勉強の面白さはどんどん増していきますね。
今回の記事はボルタに敬意を表して。

電池は大きな分野ですので、今後のために本を購入。最近、毎日2~4冊購入している気がします・・・
英日特許でプロになった後も、一生かけても勉強し尽くせないほどたくさんの分野が待っていると思うとわくわくします。

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