今日の学習まとめ
・「岡野の化学」144 電池と電気分解のちがいについて
久々にまとまった時間机の前に座れたので、アウトプットもかねてブログ更新。
電池と電気分解のちがい
電池と電気分解のちがいをまとめると以下の3点がいえる。
(1)自動的反応(電池)・受動的反応(電気分解)の違い
(2)正極・陽極(負極・陰極)の違い
(3)酸化・還元の違い
(1)自動的反応・受動的反応の違い
その前に電池の定義の確認。
化学電池とは二種類の金属のイオン化傾向の差を利用して電子の移動(つまり電流)を生み出す装置のこと、つまり化学反応を起こして電気を取り出す装置のことである。化学エネルギーを電気エネルギーに換えているのである。
つまり,電池は回路を閉じれば自然と電流が流れるため,電池は「自動的反応」といえる。
一方、電気分解では、電極が炭素棒Cの電気分解の場合,電極Cがイオン化するということがない。外からエネルギーを得て初めて電子が移動する装置である。電気分解の装置(電解装置)は、電気エネルギーを用いて化学反応を起こす装置のことであり、電気エネルギーを化学エネルギーに換えているのである。
つまり,電気分解は電池に繋ぐことで電流が流れて反応が引き起こされるわけだから,電気分解は「受動的反応」といえる
※「電池が電流を流す→電気分解の反応が引き起こされる」という順で反応が起こる
(2)正極・陽極(負極・陰極)の違い
・正極と負極は電池の極
・陽極と陰極は電気分解の極
電池における負極とは、電池の電極の金属で、イオン化傾向の大きい方であり、電子を送り出す極のこと
電池における正極とは、電池の電極の金属で、イオン化傾向の小さい方であり、電子を受け取る極のこと
電気分解における陰極は、電池の負極と繋がった方の電極のこと
電気分解における陽極は、電池の正極と繋がった方の電極のこと
※「先に電池の正極と負極が決まり,そこから電気分解の陽極と陰極が決まる」という流れ
(3)酸化・還元の違い
酸化還元反応の定義のおさらい。
・酸化反応とは電子を放出する反応のこと
・還元反応とは電子を受け取る反応のこと
つまり、
電池において
・正極 では 電子を受け取っているので、 還元反応が起きている
・負極 では 電子を放出しているので、 酸化反応が起きている
電気分解において
・陽極 では電子を放出しているので、酸化反応が起きている
・陰極では電子を受け取っているので、 還元反応が起きている
英語での表現
最初、「battery and electrolysis difference」で検索したが、Electrolytic cellのWikiページを見つけ、どちらで検索した方がよいかAI(Claude)に聞いたところ以下の通り。
「Galvanic cell and Electrolytic cell」:
・専門的・学術的な表現
〇Galvanic cell(ガルバニ電池または電解電池):
自発的な酸化還元反応から電気エネルギーを生み出す装置
電池の原理
〇Electrolytic cell(電解セル):
電気エネルギーを使って非自発的な化学反応を起こす装置
電気分解の原理
「Battery and Electrolysis」:
・一般的な表現
〇Battery:消費者向け製品の一般名称
〇Electrolysis:プロセス自体を指す。
※学術的な調査や専門的な情報を求める場合
→「Galvanic cell and Electrolytic cell」
※一般的な情報を探す場合
→「Battery and Electrolysis」でも良いが、より一般消費者向けの結果が得られるかも
「Battery and Electrolysis」は製品名とプロセス名なので並列にするのはおかしかったですね。
英語だとAnode/Cathodeだけなので、訳すときは注意が必要ですね。
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