問100薬剤師 第105回
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生体における膜電位の原理を理解するためには、濃淡電池の作動原理を知ることが必要である。電解質として用いる硫酸亜鉛の濃度のみが異なる 2 つの亜鉛半電池を塩橋でつないだ化学電池の模式図を以下に示す。標準圧力下、298 K において半電池Ｒの硫酸亜鉛の初濃度を 0.1 mol/L、半電池Ｌの硫酸亜鉛の初濃度をc₁mol/L とする。 なお、亜鉛半電池の反応は次式で表される（E°は標準電位を表す）。 Zn²⁺+2e⁻ ⇄ Zn E°= -0.76 V また、硫酸亜鉛は水中では完全に電離し、その活量は濃度に等しいとする。この場合の亜鉛半電池の電極電位E（単位 V）は温度 298 K では次式で表される。 この化学電池に関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。
2つえらぶと、答えと解説が出ます
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ここに答えと解説が出ます
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正答 2・3解説
正解は2と3です。両極とも同じ亜鉛電極なので標準電位の差は0で、標準起電力は0 Vです（3）。c₁ = 0.01のとき、L側は E = −0.76 + (0.059/2) × log0.01、R側は E = −0.76 + (0.059/2) × log0.1 で、濃度の低いL側の電位が低いのでLがアノード（負極）です（2）。起電力は (0.059/2) × log(0.1/0.01) = 0.0295 ≈ 0.03 Vで、5の0.059 Vではありません。濃度が等しくなると起電力は0になるので4は誤り、ダニエル電池は亜鉛と銅の電池なので1も誤りです。
KEY POINT
濃淡電池＝標準起電力0 V、濃度の低い側がアノード（負極）「物理」の他の問題
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出典：厚生労働省「第105回薬剤師国家試験」問題（第2分冊）（厚生労働省）
厚生労働省ホームページの公共データ利用規約（PDL1.0）に基づき、出典を明記して掲載しています。問題文・選択肢は厚生労働省が公表した問題PDFから文字を起こしたもので、内容は変えていません。文字で表す都合で、上付き・下付きの字は小さい字、分数は「分子/分母」の1行、囲み枠の空欄は［ ］で表しています。表・構造式・グラフ・写真は、問題PDFの図を切り抜いて載せています。文意を変える書き換えはしていません。解説は当サイトが独自に作成したものです。
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