【イオン化傾向とは】金属のイオン化列

リチウムイオン電池が塩水没(海水に浸かった)場合の化学反応まとめました。

【イオン化傾向とは】金属のイオン化列

イオン化傾向とは、金属のイオン化しやすさ(陽イオンになりやすさ)の傾向を表したものです。
イオン化傾向が強い(陽イオンになりやすい)順に金属元素を並べたものをイオン化列といいます。

イオン化列

K > Ca > Na > Mg > Al > Zn > Fe > Ni > Sn > Pb > H2 > Cu > Hg > Ag > Pt > Au

※K(カリウム)が最もイオン化傾向が強い
※Au(金)が最もイオン化傾向が弱い

ただし、環境条件(温湿度、濃度など)によりイオン化列は前後します
ちなみに、すべての元素のイオン化傾向の強さを並べたものを「標準電極電位」といいます。

【反応式】

(1) \begin{eqnarray*} A^{x+}+B \to A+B^{x+} \end{eqnarray*}

概要
A イオン化傾向が弱い元素
B イオン化傾向が強い元素
x イオンの価数

【反応例】硫酸銅溶液(CuSO4)と亜鉛(Zn)

硫酸銅溶液(CuSO4)の中に亜鉛を入れると、亜鉛の方がイオン化傾向が大きいため、以下の反応が起きます。

(2) \begin{eqnarray*} Cu^{2+}+Zn \to Cu+Zn^{2+} \end{eqnarray*}

※溶けていた銅イオンが析出し、亜鉛が溶ける

これは、銅よりもイオン化する傾向の大きい亜鉛が、水溶液中の銅イオン(Cu2+)に電子を奪われ(酸化され)Zn2+となって、溶解するためです。
亜鉛から電子を受け取った(還元された)銅イオンは、銅となって亜鉛表面に析出します。
このように、イオン化傾向の大きい金属をイオン化傾向の小さな金属イオンを含む水溶液に浸せきしたとき、イオン化傾向の小さい金属が析出する現象を、置換反応といいます。

参考文献・関連ページ
1 【電池入門】基本原理・アルゴリズム
2 電気・電子回路入門
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