電池反応（読み）デンチハンノウ

化学辞典 第2版

電池反応
デンチハンノウ
cell reaction

ガルバニ電池を形成して電流を流したとき，電池内で進行すると考えられる全過程の反応の総和．例として，銀-塩化銀電極と水素電極とを組み合わせて構成される電池(Harned電池)：

を考える．開回路で仮想的に，この電池を通して1ファラデーの正の電荷を左から右へ(Ⅰ→Ⅰ′)移動させると，Ⅰ相およびⅡ相のPt|Agの界面では，

Pt|Ag：e(Ⅱ) → e(Ⅰ)

の電子移動があり，また各電極系では，

　銀-塩化銀電極：

Ag(Ⅱ) ＋ Cl^－(Ⅳ) → AgCl(Ⅲ) ＋ e(Ⅱ)　(2)　

　水素電極：

の電極反応が進行する．したがって，電池反応は以上のすべてを加え合わせて，

で与えられる．上式は開回路での電池反応とよばれる．次に，電池の両端子間を抵抗を通してつないで閉回路をつくり，正の電荷を電池内でⅠ→Ⅰ′の向きに移動させると，電池内では式(4)の電池反応が進行すると同時に，外部回路を通ってⅠ相の電子はⅠ′相へ移動する．

e(Ⅰ) → e(Ⅰ′)　　　　　　(5)　

したがって，この場合の電池反応は，式(4)と式(5)を加え合わせて，次のように表される．

この式は見掛け上，普通の化学反応式と同じであり，閉回路の電池反応とよばれる．

　ダニエル電池：

のように，液-液界面(ZnSO₄ ||CuSO₄)を含む電池の場合には，正の電荷を電池内で左から右へ移動させると，各電極系における過程のほかに，液-液界面を通してのイオンの移動が起こる．したがって，このような電池を完全に表現するには，上記のイオン移動を考慮する必要がある．しかし，通常，液-液界面での現象を無視して，電池反応を，

　　Zn(Ⅱ) ＋ Cu^2＋(Ⅳ) ＋ 2e(Ⅰ′) → Zn^2＋(Ⅲ) ＋ Cu(Ⅰ′) ＋ 2e(Ⅰ)

　　Zn(Ⅱ) ＋ Cu^2＋(Ⅳ) → Zn^2＋(Ⅲ) ＋ Cu(Ⅰ′)

のように書くことが多い．

一般に，ガルバニ電池は二つの電極系を組み合わせて構成されるので，その電池反応は二つの電極系で起こる過程の和として与えられる．したがって，各電極系での過程，たとえば，上記のHarned電池の場合には，銀-塩化銀電極での過程(式(2))および水素電極での過程(式(3))は半電池反応とよばれる．

出典　森北出版「化学辞典（第2版）」