2017/05/10

カチオンとアニオン

 カチオンとアニオン(英語でキャタイオンとアナイオン)といわれても、語源がわからないとどちらが陽イオンで陰イオンかわからない。それは英語圏の人でも一緒で、CATion(ネコ)はPAWsitive(pawは動物の足というか肉球、写真)、アニオンはA Negative IONという語呂合わせがあるくらいだ。




 カチオンは古代ギリシャ語で「おりる(down)」を意味するkataに由来する。カテーテルのcathも同じで、管を通じて液体を下に送りだしていくイメージだ。一方アニオンは「あがる(up)」を意味するanaに由来する。

 では、どうして陽イオンは「おりるイオン」、陰イオンは「あがるイオン」なのか?イギリスの物理学者ファラデーと関係ある。彼が電気分解で電極(electrode)をつないだ線に電流が流れる実験を行ったが、上流の電極をcathode(おりる極)、下流をanode(のぼる極)と名づけた(図)。



 いまでは電流はe-の流れの反対と分かっているから、電流がcathodeからanodeに流れる時にはe-がanodeからcathodeに流れている。Cathodeにe-があつまると、電極を浸す水溶液中の陽イオンがあつまる。これがcat-ion(カチオン)。Anodeには逆に陰イオンがあつまり、これがan-ion(アニオン)。

 このような歴史的な経緯は興味深いが、はっきりいって混乱のもと。陽イオンと陰イオンのほうがわかりやすい。英語にはpositvely-charged ion、negatively-charged ionを略した言葉がないから、いまでも大変だ。東洋の陰陽思想(yin and yang、図)も広まっているし、いっそyinion, yangionと呼んではどうか。





[2019年10月10日追記]2019年のノーベル化学賞がリチウムイオン二次電池の発明で、Goodenough先生、Whittingham先生、そして日本から吉野彰先生に贈られた!

 この業績の恩恵に浴していない人はほとんどいないだろう。ただ、ここに追記したのには別の理由がある。それは、先生方の業績が、電池のanodeとcathodeの工夫にあったからだ。

 まず、Whittingham先生はcathodeに硫化チタンを、anodeにリチウム金属を用いた。つぎにGoodenough先生が、cathodeを酸化コバルトに改良。そして吉野先生が、anodeを炭素化合物に改良した(軽量化と何百回という再充電も可能になった)。

 分かりにくいが、ここでいうcathodeが「プラス(正)極」、anodeが「マイナス(負)極」で、放電時に電流はcathodeからanodeに流れる。


ブログ「リチウム電池の豆知識」より引用


 筆者にはもはや何が「のぼって」何が「おりて」いるのか分からないが、このブログが書けるのも、ノートパソコンにリチウム電池が内蔵されているおかげ。「キセキ」にも思える偉大な業績に、ただ感謝である。