ダニエル電池とガルバニ電池の違い

主な違い–ダニエル電池とガルバニ電池

電気化学セルは、化学反応から電気を生成したり、電気との化学反応を促進したりできるデバイスです。これらのセルは、2つの半電池で構成されています。半電池ごとに電極と電解質があります。両方の電極が同じ容器に入れられることもありますが、2つの電解質は多孔質バリアを介して分離されています。ダニエル電池とガルバニ電池は、電気化学電池の例です。ダニエル電池は、銅電極と亜鉛電極で構成される電気化学セルの一種です。ガルバニ電池は、自発的な酸化還元反応によって生成された電気エネルギーを使用する電気化学セルです。ダニエル電池とガルバニ電池の主な違いは ダニエル電池は電極として銅と亜鉛のみを使用しますが、ガルバニ電池は電極としてさまざまな金属を使用できます。

対象となる主要分野

1.ダニエル電池とは –定義、仕組み 2.ガルバニ電池とは –定義、仕組み 3.ダニエル電池とガルバニ電池の類似点は何ですか –共通機能の概要 4.ダニエル電池とガルバニ電池の違いは何ですか –主な違いの比較

重要な用語：銅、ダニエルセル、電気化学セル、電極、電解質、ガルバニ電池、ハーフセル、酸化、レドックス反応、還元、ボルタ電池、亜鉛

ダニエル電池とは

ダニエル電池は、硫酸銅（II）と硫酸亜鉛にそれぞれ浸した銅電極と亜鉛電極で構成される電気化学セルの一種です。したがって、このセルは2つの電解質を使用します。電解質は、水に溶解するとイオンに分離できる物質です。これらのイオンは、その物質の水溶液を介して電気を伝導することができます。

ダニエル電池の半分のセルは、硫酸銅（II）溶液に浸された銅電極で構成され、もう一方の半電池は、硫酸亜鉛溶液に浸された亜鉛電極で構成されています。電気伝導のために電子を提供する酸化還元反応があります。亜鉛は陽極として使用されます。銅が陰極です。 2つの半反応式を以下に示します。

アノード：Zn_（NS） →Zn⁺²_（aq） + 2e

カソード：Cu⁺²_（aq） + 2e→Cu_（NS）

アノードでは、亜鉛が酸化されて亜鉛（II）イオンになります。カソードでは、銅（II）イオンが銅に還元されます。総反応は以下のようになります。

亜鉛_（NS） + Cu⁺²_（aq） →Zn⁺²_（aq） + Cu_（NS）

図1：ダニエル電池の概略図

セルのデモンストレーションを簡単にするために、2つの電解質を互いに分離し、イオンの移動に塩橋を使用します。塩橋は、セル内で発生する酸化還元反応を妨げない化合物で満たされています。しかし、実際のダニエル電池では、多孔質バリアを使用して2つの電解液を分離します。この多孔質バリアは、銅イオンの硫酸亜鉛への移動、およびその逆の移動を制御することはできません。これにより、再充電が不可能になります。

ガルバニ電池とは

ガルバニ電池は、自発的な酸化還元反応を使用して電気エネルギーを生成する電気化学セルの一種です。これは、 ボルタ電池。セルは2つの半電池で構成されています。各半電池は、電極と電解質で構成されています。電極を電解液に浸します。これらの電解質が完全に分離している場合もあれば、多孔質バリアによってのみ分離されている場合もあります。電解質が完全に分離されると、塩橋を使用して2つの電解質間のイオンの移動を維持します。

図2：ガルバニ電池の例

電極と電解質は、それらが自発的であるかどうかを考慮して選択されます。これは、各半電池の電極電位を計算することによって理論的に見つけることができます。ただし、一方の半電池は酸化を示し、もう一方の半電池は還元反応を示すはずです。酸化はアノードで発生しますが、還元はカソードで発生します。ガルバニ電池（ボルタ電池）は、自発的な酸化還元反応中に放出されるエネルギーを使用して電気を生成するため、電気エネルギー源としてガルバニ電池が使用されます。それらは直流を生成します。

ダニエル電池とガルバニ電池の類似点

ダニエル電池とガルバニ電池の違い

意味

ダニエル電池： ダニエル電池は、硫酸銅（II）と硫酸亜鉛にそれぞれ浸した銅電極と亜鉛電極で構成される電気化学セルの一種です。

ガルバニ電池： ガルバニ電池は、自発的な酸化還元反応を使用して電気エネルギーを生成する電気化学セルの一種です。

アノード

ダニエル電池： ダニエル電池の陽極は亜鉛電極です。

ガルバニ電池： ガルバニ電池のアノードは、酸化される可能性のある金属です。

陰極

ダニエル電池： ダニエル電池の陰極は銅電極です。

ガルバニ電池： ガルバニ電池の陰極は還元可能な金属です。

電解質

ダニエル電池： ダニエル電池に使用される電解質は、硫酸銅（II）と硫酸亜鉛です。

ガルバニ電池： ガルバニ電池に使用される電解質は、各電極の金属の塩です。

結論

ダニエル電池とガルバニ電池はどちらも電気化学電池です。これらのセルは、電気エネルギーの生成に自発的な酸化還元反応を使用します。この生成されたエネルギーは、外部の作業に使用できます。ダニエル電池とガルバニ電池の主な違いは、ダニエル電池は電極として銅と亜鉛のみを使用するのに対し、ガルバニ電池は電極としてさまざまな金属を使用できることです。

参照：

1.「電気化学セル」。 Chemistry LibreTexts、Libretexts、2017年4月18日、こちらから入手可能2。ヘルメンスティン博士アンマリー。「電気化学セルのしくみ」。 ThoughtCo、こちらから入手可能3。「ダニエル電池。」ウィキペディア、ウィキメディア財団、2017年10月15日、こちらから入手できます。