「化学電池」のしくみ―― 電子とイオン

中３です。「化学電池」のしくみが分かりません…。

　
中学生から、こんなご質問が届きました。

「化学電池なのですが、

　どちらが＋極、－極になるのか…。

　見分ける方法は、ありますか？」

はい、もちろんあります。

成績アップのコツなので、
しっかり説明しますね！

■化学電池とは？

教科書や参考書には、

化学電池について、こう書かれています。

「化学電池」とは、

◇化学エネルギーを電気エネルギーに変えるしくみ

具体的には――

電解質の水溶液に、

２種類の金属板を入れて、
導線でつなぐと電流が発生します。

たとえば、

うすい塩酸に、亜鉛板と銅板を入れると、

次のような変化が起き、
電流が流れます。

・亜鉛板 ⇒ 「－極」になる

　⇒ 亜鉛はとけて、電子を放出する

・銅板 ⇒ 「＋極」になる

　⇒ 水素イオンが電子を受け取り、水素原子に

　⇒ 水素が発生する

・このとき、電子が移動するため、電流が流れる

これが典型的な「化学電池」ですね。

中３理科のポイントとなります。

上記をよく読んで、

銅板が「＋極」になることと、
水素が発生することを、

押さえるのが大事なコツです。

成績アップにつながりますよ！

…

＜ひとこと＞

中３理科では、

化学電池について――

「うすい塩酸やうすい硫酸など、電解質の水溶液を使う」

「２種類の金属板が必要」

「－極の金属はとける。

　＋極の金属からは水素が発生する」

という３点が分かればＯＫと言われます。

しかし、皆さんの多くは、

こんな疑問が残るでしょう。

「亜鉛も銅も、イオンがありますよね？

　なぜ亜鉛だけイオンになって、
　銅はイオンにならないのでしょうか？」

これは、たいへん良い質問で、

これが分かれば――

なぜ「銅板」が＋極なのか分かる

という大きなメリットがあります。

なので、

中３理科の「隠れたコツ」を
お話してしまいましょう。

実力アップへ、行きますよ！

…

■「イオン」になりやすい金属、なりにくい金属

じつは、金属というのは、

種類によって、

陽イオンになりやすいものと、
なりにくいものがあります。

（化学電池において、

　「陽イオン」は、

　金属が電子を放出することで生まれます。

　ですから、金属には、

　電子を放出しやすいものと、
　そうでないものがある、

　という意味にもなります。）

先ほどの化学電池の例では、

亜鉛が「－極」に、

銅が「＋極」になっていましたね。

これはつまり、

・亜鉛の方が、電子を放出しやすい

・だから亜鉛が「陽イオン」になり、とける（※）

・とけていく亜鉛版は、電子を失い、「－極」に

⇒ だから、銅板が「＋極」になる！

ということなのです。

（※ イオンになると、金属は水にとけます。）

ここから言えることは、

◇亜鉛の方が、銅よりも「イオン」になりやすい

ということです。

これが、亜鉛板が「－極」になる理由であり、

銅板が「＋極」になることを
押さえましょう、

という先ほどの話につながります。

（銅板が「＋極」であることを押さえれば、

　亜鉛板が「－極」になることも
　忘れないので、

　片方をしっかり覚えるのがコツですよ！

　銅が「＋極」という結果を押さえた後で、

　“なぜそうなるのか”について、

　この記事を読めば
　ますます実力アップするわけです。）

…

＜まとめ＞

化学には、「イオン化傾向」という

言葉があります。

高校で改めて習いますが、

納得したい中３生は、
ぜひ下記をご覧ください。

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◇陽イオンになりやすい金属の並び順

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

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左にあるほどイオンになりやすく、

「イオン化傾向」と呼ばれます。

なお、中学生の場合は――

この６つだけで充分です。

・Ｎａ＞Ｍｇ＞Ａｌ＞Ｚｎ＞Ｆｅ＞Ｃｕ

ご覧の通り、

亜鉛（Ｚｎ）のほうが、
銅（Ｃｕ）よりもイオンになりやすいですね。

そんなわけで、

亜鉛のほうが電子を放出するのです。

…

さあ、中３生の皆さん、
次のテストは期待できそうですね。

定期テストは、「学校ワーク」から
たくさん出る傾向があります。

予想できるので、

スラスラできるよう、
繰り返し練習しましょう。

グンと上がって、周りが驚きますよ！
　