110Q001｜第110回 薬剤師国家試験 過去問
図はダニエル電池（Zn|ZnSO4（aq）CuSO4（aq）|Cu）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、Zn とCu の半電池の標準電極電位はそれぞれ-0.763 V と+0.337 V とする。 導線 多孔質壁 Zn Cu 板 板 ZnSO4 溶液 CuSO4 溶液
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正解: 3
正答
3
この問題のポイント
ダニエル電池では亜鉛電極で酸化、銅電極で還元が起こります。標準起電力は「正極の標準還元電位−負極の標準還元電位」で求めます。
解説
画像では亜鉛板とZnSO₄溶液、銅板とCuSO₄溶液が多孔質壁を隔てて配置され、導線で結ばれています。負極ではZn → Zn²⁺ + 2e⁻の酸化、正極ではCu²⁺ + 2e⁻ → Cuの還元が進みます。したがって標準起電力E°は、E° = +0.337 V − (−0.763 V) = +1.100 Vです。負極の電位を引く際に、負の数を引くため加算になる点が重要です。
選択肢の確認
1．+0.213 V：正極と負極の標準還元電位の差と一致しません。
2．+0.426 V：与えられた両電位から求める起電力ではありません。
3．+1.100 V：正答。+0.337 − (−0.763)の計算結果です。
4．-0.426 V：電位差の大きさも符号も本電池の計算と合いません。
5．-1.100 V：電極の引き算の順序を逆にした値です。
覚えるポイント
ガルバニ電池の標準起電力は「正極−負極」で計算します。ダニエル電池ではZnが負極で酸化、Cuが正極で還元されます。