エネルギー研究所ー新たなエネルギーとは

イオン化を利用した化学変化で電気は作られる

イオン化を利用した化学変化で電気は作られる

原子のイオン化とボルタ電池についてみていきましょう。

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イオンとは

原子は電子を放出したり、受け取ったりして存在します。

これを原子のイオン化といいます。

原子が電子を放出すると、原子はプラスに帯電してプラスイオンになります。

また、電子を取り込むと原子はマイナスに帯電してマイナスイオンになります。

原子がイオン化することを「電離」といい、イオンが溶け込んだ物質を電解質といいます。

電解液に電極を入れて電圧をかけると、プラスイオンがマイナス極に引き寄せられ電子を受け取り、マイナスイオンがプラス極に引き寄せられ、電子を放出します。

このイオンの移動によって、電解液には電流が流れます。

電解質に電圧をかける
   ↓
プラスイオンが、マイナス極に引き寄せられる
マイナスイオンが、プラス極に引き寄せられる
   ↓
電気が流れる

イオンは,電解質の溶解液(溶融塩)や溶液の中で生成するばかりでなく、気体放電や気体の放射線照射、分子の中での電子移動などによっても生成します。
このようなイオン生成現象をイオン化あるいは電離といいます。

とくに解離あるいは放射線によってイオンが生じる場合は電離と呼ぶのがふつうです。

 

イオン化傾向

イオン化傾向とは、金属が電子を放出してプラスイオンになろうとする性質です。

イオン化傾向の大きな金属は、電子を放出してプラスイオンになりやすく、その順に並べたものをイオン化列といいます

イオンになりやすい↑

カリウム
カルシウム
ナトリウム
マグネシウム
アルミニウム
亜鉛

ニッケル


水素

水銀

白金

イオンになりにくい↓

 

 

ボルタ電池

イタリアの物理学者ボルタによって1800年に発明された最初の電池のことです。

硫酸を水に溶かした希硫酸に、亜鉛版と銅版をいれ、銅線でつないだものです。

これは、電池として長く使えるものではなかったのです。

このようなタイプの発電装置をボルタ電池といいます。

希硫酸の中に、亜鉛を負極、銅を正極として浸し、1.1ボルトの電圧が得られます。

電解液の中に、水素イオンと亜鉛イオンの2つのプラスイオンがあります。

亜鉛イオンよりイオン化傾向の低い水素イオンは、銅版に向かい電子を受け取って、水素になります。

ボルタ電池は、亜鉛版がマイナス極になり、銅版がプラス極になります。

一般にイオン化傾向の大きい金属がマイナス極、イオン化傾向の小さい金属がプラス極になります。

亜鉛版がマイナスに帯電して、銅版がプラスに帯電する。

亜鉛版から銅版へ電子が移動することで、電気が流れます。

 

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まとめ

 

人類が抱えているエネルギー問題、

現在の暮らしを見つめなおして、

未来の暮らしを考えてみましょう。

それでは、最後まで読んでくださって

どうもありがとうございました!^^

よろしければシェアやコメント等

してくださると幸いです◎




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