ルクランシェ電池
二酸化マンガンは活物質(酸化剤)として起電力の上昇に貢献しているが、この反応は電気陰性度とpHの関係上、水素イオンの還元による気体(水素)の発生を防いでいることから減極剤としても作用している。
2 H + ( aq ) + 2 e − ⇄ H 2 ( g ) ↑ {\displaystyle {\ce {2H^{+}(aq)\ +2{\mathit {e}}^{-}\rightleftarrows \ H2(g)\uparrow }}}
さらに二次反応として、電解質の塩化アンモニウムと水酸化物イオンが反応し、アンモニア分子と水分子を生じる(中和と弱塩基の遊離)。
NH 4 Cl ( aq ) + OH − ⟶ NH 3 ( aq ) + Cl − + H 2 O {\displaystyle {\ce {NH4Cl(aq)\ + OH^- -> NH3(aq)\ + Cl^- + H2O}}}
以上をまとめると、以下のような反応が起こってる。
Zn ( s ) + 2 MnO 2 ( s ) + 2 NH 4 Cl ( aq ) ⟶ ZnCl 2 ( aq ) + Mn 2 O 3 ( s ) + 2 NH 3 ( aq ) + H 2 O {\displaystyle {\ce {Zn(s)\ + 2 MnO2(s)\ + 2 NH4Cl(aq) -> ZnCl2(aq)\ + Mn2O3(s)\ + 2 NH3(aq)\ + H2O}}}
さらに反応が進むと、水酸化物イオンが酸化マンガン(III)とも反応して水酸化マンガン(II)を生じる。
MnO ( OH ) ( s ) + H 2 O + e − ⟶ Mn ( OH ) 2 ( s ) ↓ + OH − {\displaystyle {\ce {MnO(OH)(s)\ +H2O\ +{\mathit {e}}^{-}->Mn(OH)2(s)\downarrow +OH^{-}}}}