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なぜ亜鉛と銅は回路よりも高い電圧を生成するのですか?

亜鉛と銅は、回路で銅だけよりも高い電圧を作成しません。実際、亜鉛は通常、銅とペアになったときに、より反応性が高く、酸化をより容易に受けるため、銅細胞の負の末端(アノード)を形成します。 2つの金属間の反応性の違いは、電圧細胞の電圧を生成する電気化学反応を促進します。

亜鉛と銅が回路で接続されている場合、次の反応が発生します。

1。亜鉛電極での酸化(アノード):

Zn(s)→Zn^(2+)(aq) + 2e-

亜鉛原子は2つの電子を失い、陽性に帯電した亜鉛イオン(Zn^(2+))として電解質に溶解します。これらの電子は回路で利用可能になります。

2。銅電極での還元(カソード):

cu^(2+)(aq) + 2e-→cu(s)

電解質の銅イオンは、回路から2つの電子を獲得し、銅電極上の銅原子として堆積します。

この酸化還元反応は、亜鉛電極と銅電極の間にポテンシャルな違いを生み出します。亜鉛電極は過剰な電子のために負に帯電しますが、銅イオンが電子を引き付けるため、銅電極は正に帯電します。この電位差は、回路内の電子の流れを駆動し、電流を生成します。

生成される電圧の強度は、アノード材料とカソード材料間の還元電位の違いに依存します。この場合、Zn^(2+) / Znの標準還元電位は-0.76 V、Cu^(2+) / Cuの標準還元電位は+0.34 Vです。細胞全体の電圧は、これらの電位のほぼ違いであり、約1.1 Vです。

より極端な標準削減電位を持つ他の金属を使用すると、電圧細胞からより高い電圧出力が得られる可能性があります。

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