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mac_midの日記

国公立大学医学部受験の記録を書いていきます。

電池 まとめ

化学

イオン化傾向の差を利用して物質から電気エネルギーを取り出す装置を化学電池といい、充電不可能なものを一次電池、充電可能なものを二次電池または蓄電池といいます。

(マンガン電池は一次電池です)

 

イオン化傾向イオン化エネルギーの違い

イオン化傾向とは元素のイオンへのなりやすさを表す数値

イオン化エネルギーとは原子核から電子を電離するのに必要なエネルギーである、つまりナトリウムをナトリウムイオンにするのに必要なエネルギーである

イオン化傾向イオン化エネルギーは相関があるが、必ずしも一致しない。

イオン化傾向は水素を基準に各金属について相対的に値を求めたもの。(標準酸化還元電位

二金属間の標準電位の差の絶対値を求めることで、二つの金属で電池を作った場合の起電力が計算できる。

 

有名電池

ボルタ電池

亜鉛と銅と希硫酸を使った電池

起電力は1.1V 分極(起電力降下)が起こりやすいのが問題

分極の原因は3つあり

発生した水素が反応を阻害

発生した水素が還元剤となり別の電池の反応を起こす

亜鉛、銅のイオン濃度が変化することにより反応速度が下がる

 

ダニエル電池

ボルタ電池の分極問題を解決した電池

銅、硫酸銅水溶液、亜鉛、硫酸亜鉛水溶液を素焼き板で区切る構造

起電力はボルタ電池と同じ

CuSO4の濃度を大きくすることで長持ちする

 

鉛電池

有名な蓄電池

鉛と酸化鉛と希硫酸を使った電池

充電は正極同士、負極同士を繋げる

起電力は2.1V(結構でます)

 

ニッケルカドミウム電池(ニッカド電池

 

レドックスフロー電池

 

燃料電池

水素と酸素の合成反応を利用した電池

リン酸型電池とアルカリ型電池がある

 

リン酸型

正極 O2+4H^++4e-→2H2O

負極 H2→2H^++2e-

 

アルカリ型

正極 O2+2H2O+4e-→4OH^-

負極 H2+2OH^-→2H2O+2e-

 

電池単元の解き方

反応式を暗記する

用語を理解する(正極、陽極、イオン化傾向など)

計算問題演習をする(Q=it、ファラデーの電気分解の法則、W=QV)

 

電池分野は完全に慣れなのでいいですね

燃料電池を含め、イオン反応式や反応式は頻出なので

早めに覚えましょう。