ダニエル電池

リチウムイオン電池、燃料電池の理解を深めるため、電池の勉強をはじめました。

まず最初にダニエル電池を調べました。

1.一般の説明

　・「亜鉛は銅よりもイオン化傾向が大きく酸化されやすい性質があります。

　・負極では、酸化されやすい亜鉛が酸化され、電子を放出します。
　・電子は正極に移動し正極の物質が電子を受け取り、還元される反応が起こります。

　・負極・正極のそれぞれで、酸化される反応と還元される反応が起こり、電子の流れが生じ電気エネルギーになる。

2.ギブズエネルギーをもとにした説明

　・電子授受する物質の対を等号で結んで書くと

　　　

　・各物質の標準生成ギブズエネルギーは、データ集より求めると

　　　単体のZnとCuは0、

　　　Cu²⁺は +65.49 kJmol^-1、Zn²⁺は -147.06 kJmol^-1

　　　だから反応は右向きに進む。

　・1モルのZnあたり、右向き反応のギブズエネルギー減少分は212550Jとなり、このとき動く電子2モルの電荷はファラデー定数（96485 C mol^-1）の2倍だから、

　　　　212550　J　=　2×96485　C　×　電圧　　　　　　　　　　　

　　　　が成り立ち、電圧 = 1.1014V　となる。

化学変化の始状態と終状態のギブズエネルギーの差により、電圧（起電力）が求まります。