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第110回薬剤師国家試験 問1 ダニエル電池

図はダニエル電池(ZnZnSO4 CuSO4Cu)の模式図である。この電池の標準起電力として正しいのはどれか。1つ選べ。
ただし、ZnCuの半電池の標準電極電位はそれぞれ-0.763Vと+0.337Vとする。

  1. 0.213 V
  2. +0.426 V
  3. +1.100 V
  4. -0.426 V
  5. -1.100 V
解答・解説

解答
3

解説
設問の電池は、Zn板、Cu板がそれぞれZnSO4溶液、CuSO4溶液に浸されており、導線と多孔性隔壁で接続されていることから、ダニエル電池である。ダニエル電池では、負極(アノード)がZn板、正極(カソード)がCu板であり、負極、正極では下記の反応が起こる。

負極での酸化反応:ZnZn22e
正極での還元反応:Cu22eCu

このとき、電子は導線を通じて負極から正極へ流れる。

標準起電力(E°)は、下記の式でも求めることができる。

標準起電力(E°)=正極の標準電極電位(E°正極)-負極の標準電極電位(E°負極

ZnとCuの半電池の標準電極電位はそれぞれ-0.763Vと+0.337Vであることから、ダニエル電池の標準起電力を下記のように求めることができる。

標準起電力(E°)=+0.337V-(-0.763V)=+1.100V

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