【アニメgif】ダニエル電池の仕組みを図解

令和3年からの新しい教科書では、中学3年生の化学分野で「ダニエル電池」を学習します。ということで、急きょアニメgifつきの図解ページを作成しました。まず、ダニエル電池を作る上で必要なものは以下の通りです。

素焼き板というのは、植物を植える鉢（プラスチックじゃなくて、陶器のもの）のような材質の板と考えればOKです。こうしてできた電池は、次のような電子の移動が起こります。

ダニエル電池で起こっていることを簡潔にまとめると

まず、亜鉛と銅では亜鉛の方がイオンになりやすい（イオン化傾向が大きい）ため、亜鉛が電子を2個手放して陽イオンZn²⁺となり、水溶液中に溶け出す（図の左側）
- 化学式： Zn → Zn²⁺ + 2e^–
電子は導線を伝わって反対側、銅板の極の方へ移動する
- 電流は電子の移動と逆方向と決まっている。電流はプラスからマイナスの向きだから、銅板（図の右）側が正極、亜鉛版（図の左）は負極となる
銅板側（図の右側）では、水溶液中の銅イオン（Cu²⁺）がやって来た電子2個を受け取り、銅のカタマリとなって銅板に付着する
- 化学式： Cu²⁺ + 2e^– → Cu
負極（左側）では数の増えてきた亜鉛イオン（Zn²⁺）が板をすり抜け正極へ移り、銅板側では、銅イオンというパートナーを失った硫酸イオン（SO₄^2-）が負極側へ移動する

起こっている化学反応について、もう一度図で確認してみましょう（下の画像は動きません）

電子が「e^–」ですね。マイナスの電気を帯びています。反対に陽イオンは、プラスの記号なので何かが多いようなイメージに感じるかもしれませんが、そうではなくて電子を奪われたためにマイナス不足となり、電気的にプラスに傾いている状態になります。

上では、電子の動きと電流の向きは反対だと書きましたが、これは電子が発見される前の時代に「電流はプラスからマイナスに流れる」と勝手に決めてしまったので、今でもそのように取り扱っているということです。

（イオンの分野では、中和とイオンの個数についてのアニメgif図解も作っていますので合わせてご覧下さい。）