化学

活性化エネルギーが大きく進行しにくい反応では触媒が利用されることがあります。触媒とは化学反応の速度を上昇させ、自身は反応の前後で変化しないもののことです。触媒がなぜ、反応速度を上げることができるのか、有用な触媒に必要なものは何かを知ることができる記事になっています。

化学反応が進行するためにはある程度のエネルギーが必要となります。反応がしんこするために必要な最低限のエネルギーのことを活性化エネルギーと呼びます。活性化エネルギーとは何か、活性化状態の反応物がどのような構造なのかを通じて、化学反応がどのように進行しているのかを知ることができます。

化学反応には様々な種類が存在していますが、どれくらい早く反応が進むかは反応によって様々です。反応速度の速い反応と遅い反応違い、反応速度をコントロールするにはどんな方法があるのかを知ることができます。

電極での反応には必ず、電子に移動が関わっており、反応がどれくらい起こるのかは、電子の移動量＝電気量によって決まっています。電気量と反応する物質の量は比例関係にあり、この関係をファラデーの法則と呼びます。ファラデーの法則とは何か、電極での反応量がどう計算されるのかを知ることができる記事になっています。

化学反応は常に一方向に進行するわけではなく、生成物が反応物に戻ることもあります。このような可逆反応では時間が経過すると順反応と逆反応の速度が同じになり、見かけ上反応が止まっているように見える平衡状態になります。平衡状態やその平衡が移動する仕組みを知ることができる記事になっています。

水素と酸素から水が発生するというクリーンな発電方法として注目されている燃料電池。その構造や特徴、様々な電解質での電極反応や電池の構造を知ることができる記事になっています。

二次電池である鉛蓄電池には安定が高く、安価という利点がある反面、装置が大型化しやすいため、小型の電子機器の電池には利用しにくいという欠点がありました。そのため、小型化可能なリチウムイオン電池が開発されると、小型の電子機器の電池として広く利用されています。リチウムイオン電池の構造や特徴、どのような反応をするのかを知ることができる記事になっています。

乾電池やダニエル電池は一度放電しまうと充電することができない使い捨ての電池です。このような電池を一次電池と呼び、充電可能な電池を二次電池と呼びます。代表的な二次電池である鉛蓄電池から充電できる電池には何が必要なのかを知ることができる記事です。

ダニエル電池は液体の量が多く、持ち運びにとても不便な電池でした。マンガン電池やアルカリ電池は液体の量を少なくすることで、持ち運びや安全性を向上させることに成功しています。マンガン電池やアルカリ電池の構造や特徴を知ることができる記事になっています。

化学反応エネルギーを電気のエネルギーに変化する電池は社会のあらゆる部分で使われています。初めて開発されたボルタ電池やボルタ電池を改良したダニエル電池を通じて、電池の構造や仕組みを知ることができる記事になっています。