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理論化学超特急丸わかり講座~全12回

イオン化傾向と電池~理論化学超特急丸わかり講座⑪

投稿日:2020年5月23日 更新日:

イオン化傾向と電池

イオン化傾向とは、金属単体が水溶液中で電子を失いやすさ

イオン化傾向とは、金属単体が水溶液中で電子を失いやすさのことです。

Li>K>Ba>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Ni>Sn>Pb>(H₂)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au

理科バカな まぁアテにすな、ひどすぎる借金

と覚えましょう。

遷移元素の金属

今までの周期表ではLi Na Mg Alしか金属がありませんでした。

実は、それ以外の金属は電子配置が特殊なのです。

K(2)L(8)M(8)…と最外殻電子は8個までが基本でしたが、実はM殻は、18個まで入ろうと思えば入るのです。

ただし、 K(2)L(8)M(9)N(0)より K(2)L(8)M(8)N(1)の方が、電子は入りやすい(安定しやすい)ので、M殻は8個まで、とお伝えしていました。

つまり、陽子が増え、電子も増えますが、外側の殻に入らず、内側の殻にはいる(遷移)するので、「遷移元素」といいます。

遷移元素は、電子の数が増えても、一番外側の電子数は一緒なので、金属の表面をピューっと流れる金属結合をするのです。

ちなみにここでさらに周期表を拡大して覚えましょう。

水平リーベー、僕の船、名前がある シップスクラークか

これがH He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca

まででした。

原子番号20までです。

では21からは??

Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr

スコッチバクロマン 鉄子にどう?亜鉛がげ明日 セぶるくるー。

と覚えましょう。
これでほとんどの金属元素の周期表を覚えることができましたね。

イオン化傾向の高い順に反応しやすい

イオン化傾向の高い順に反応しやすいです。

①空気 

②常温の水

③熱水

④高温水蒸気 

⑤希硫酸・塩酸

⑥熱濃硫酸・濃硝酸・希硝酸

この6つの反応を覚えなければいけません。

この反応は表を毎回書いて覚えましょう。

水と金属の反応

常に水菜 高くて 反応しない

空気と金属の反応

上の空 マジ表面的すぎる 反応だめ

酸といえばH⁺ PtとAuは金属の王様

電池の原理は酸化還元反応

電池の原理は、酸化還元反応です。

還元剤の方が負極

還元剤の方が負極です。

負極ふきょく(-)から電子e⁻が流れ出ます。

酸化剤の方が正極

酸化剤の方が正極です。

正極せいきょく(+)に電子e⁻が流れ込みます。

イオン化傾向の大きい方が負極

イオン化傾向の大きい金属は、電子を放出しやすいので、(-)に利用します。

イオン化傾向の小さい方は正極

小さい方を、(+)に利用します。

ボルタ電池 亜鉛Znと銅Cuを希硫酸に入れて、導線でつないだ電池

ボルタ電池は亜鉛Znと銅Cuを希硫酸に入れて、導線でつないだ電池です。

Cuは希硫酸にはイオン化されず、Znはイオン化されるので希硫酸を選びます。

Znはイオン化するので(-)

Cuは(+) 銅事態は反応せず、近くのH⁺がe⁻を受けとって水素を発生させる。

ボルタ電池 (-)Zn|H₂SO₄|Cu(+)

(-) Zn → Zn²⁺ + 2e⁻

(+) 2H⁺ + 2e⁻ → H₂

ダニエル電池

素焼き板でしきった箱に

左側 ZnSO₄水溶液にZn板

右側 CuSO₄水溶液にCu板

イオン化傾向はZn>Cu

(-)→Zn板

(+)→Cu板

(-)  Zn → Zn²⁺ + 2e⁻

(+) Cu²+2e⁻→Cu

鉛蓄電池

左側 Pb

右側 PbO₂

溶液 H₂SO₄

Pbは酸化数0 これから酸化されるしかない→還元剤→負極

PbO₂は酸化数+4 →これから還元される→酸化剤→正極

ともにPb²⁺に変化する→酸化数+2に

Pb²⁺はすぐにPbSO₄に。

-理論化学超特急丸わかり講座~全12回

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