5-2 鉛蓄電池の反応式の覚え方を教えてください。

鉛蓄電池の構造

まずは構造を押さえましょう。とっても簡単です。

$$ \ce{⊖ Pb | H2SO4 aq | PbO2 ⊕} $$

負極と正極における Pbの酸化数を見ておきましょう。
負極：単体のPbなので「0」
正極：酸化鉛(IV)は「+4」

つまり、負極Pbの方が電子を多く持っていて、 正極PbO₂は電子が不足していることが分かります。

PbとPbO₂を比べると、
・Pbの方が電子が多い→電子を放出する側→負極になる
・PbO₂の方が電子が不足している→電子をもらう側→正極になる

半反応式の覚え方

覚えるポイントは２つあります。

①負極でも正極でも、「PbSO₄」ができる。
②水溶液中にある材料（H₂O、H⁺、SO₄^2-）を使って反応式を作る。

負極

まずは負極から考えましょう。まずは「PbSO₄」を作ります。

$$ \ce{Pb -> PbSO4} $$

PbからPbSO₄を作るには、水溶液中の「SO₄^2-」を使えばよさそうです。

$$ \ce{Pb +SO4^2- -> PbSO4} $$

最後に、電荷を合わせで右側に「2e^–」を足して、完成です。

$$ \ce{Pb +SO4^2- -> PbSO4 + 2e-} $$

正極

次は正極です。まずは「PbSO₄」を作ります。

$$ \ce{PbO2 -> PbSO4} $$

PbO₂からPbSO₄をつくるなら「SO₂」を足そうかなと考えちゃうかも知れませんが、ダメです！
あくまで、材料はH⁺かSO₄^2-なので、ここは我慢して「SO₄^2-」を足しましょう。

$$ \ce{PbO2 + SO4^2- -> PbSO4} $$

左右を見比べると、左側の方が「O」が２つ多いですね。ということで、右側に「O」を２つ足したいです。
ここで材料を見るとOが含まれるのは「H₂O」か「SO₄^2-」のどちらかですが、「O」２つ分を補うには「2H₂O」を足すしかありません（「SO₄^2-」ではOが４つになってしまうのでだめ）。ということで次のようになります。

$$ \ce{PbO2 + SO4^2- -> PbSO4 + 2H2O} $$

今度は、右側の方が「H」が４つ多いので、左に「4H⁺」を足します。

$$ \ce{PbO2 + SO4^2- + 4H+ – -> PbSO4 + 2H2O} $$

最後に電荷合わせで電子を足して完成です。

$$ \ce{PbO2 + SO4^2- + 4H+ + 2e- – -> PbSO4 + 2H2O} $$

全体の反応式も覚えよう

負極と正極の半反応式を足すと、次のように全体の反応式が作れます。

$$ \ce{Pb + PbO2 + 2H2SO4 ->C[\ 2e^-\ ] 2PbSO4 + 2H2O} $$

この時「電子が２個流れている」ということを忘れがちなので、上に書いておきましょう。この「電子２個」を使う問題がるので注意！！

今回は以上です。分からないことがあればコメントで質問してください。