本書は電気化学の概説本。
とくに高校～大学（高大接続）における理科教育、とりわけ化学まわりの正否を大テーマに据えた、野心的なエッセイ集だ。
架空の学生との対話形式をとりつつの論旨展開であり、総論的な図説も随所にあり、ユーモアや皮肉まじえた文面も総じて平易である。
しかしながら、全般通しての大意文脈はところどころ入り組んで映り、だから捕捉難度はやや高い。
たとえば巻頭箇所における「電池」と「電解」の機能について ─ 前者は'自発変化'を伴う'電気エネルギー'の機能であり、後者は'電気エネルギー'による'ものづくり'機能である ─ と大まかな分類が呈されてはいるようである
しかしながら、そもそも「電池」を他律的な電位差～エネルギー起動装置と見做すならば、その'自発変化'の真意は何か、一方で「電解」におけるエネルギーにて作られる'もの'の真意は…？
大半の読者は困惑させられるのではないか。
※ なお、あらゆる電気エネルギーを電荷x電圧として完結的に捉えるならば、「電解」におけるさまざま物質変化は電圧が起こすはずなので、この電圧こそが根元的な示強変数であり、一方でここでの電荷はあくまでもこの物質変化の度合いの示量変数に過ぎぬのでは、と捉えてみれば…
もとより化学反応そのものがしばし双方向的かつ循環的に起こりゆく事象。
だから化学まわりの論説は物理解釈よりも主題と文脈が多岐にわたりゆくのがむしろ自然かもしれず、そこが好きなのだと主張する化学ファンも多かろう。
さはさりとて、読者としては、少なくとも高校化学の基本くらいはふまえた上で、本書に挑まれたい。
さて、此度の本書紹介にあたっては、とくに前段部の主題と文脈の明瞭に映る箇所に絞りつつ、学術素人たる僕なりの解釈と要約に留めおきつつ、以下にざっと要約略記してみた。
＜電解と電気二重層の基本例（だと察する）
0.1M(モル濃度)の硫酸に、白金や黒鉛などの金属電柱2本を指す。
ここに1,23V未満の電圧をかけても、電極金属に電位差は生じず、電解反応は起きない。
確かに電圧に応じて電場と電位勾配は起こる。
ここで起こる電離とイオン化は、硫酸水素イオンHSO4- → 負電位への陽イオンH+ + 正電位への陰イオンSO42- となる。
ただし、このモデルは意図的に、電圧を低く、かつ、この硫酸液の濃度を濃く設定している
それゆえ、この電離イオン化反応は少ししか進まず、ここで陰イオンの大部分は硫酸水素イオンHSO4- のままであり(?) この一部が陽極の側に溜まり、また陽イオンH+ の一部は陰極の側に溜まる。
こうして、わずかな両極間で正電荷と負電荷が向かい合う構造となり、これが「電気二重層」を成している。
コンデンサとしての充電そのもの（とすれば高校生でも直観的に分かるんじゃないかしら）
ヨリ複合的に、印加電圧と電解プロセスを捉えてみれば；
イオン分子の瞬間移動が溶液のイオン濃度を下げつつ、両電極の側に小さな電圧（電位勾配）を集中させると、小規模な電気二重層を成す。
ここでさらに印加電圧を上げると、電解反応が始まって電解電流が起こり、こうして電荷が過剰になりつつもっと電解電流が…、
（本書 p.26 と p.30 に、ここいらの電圧とイオン極分布の相関ダイナミズムを明瞭に図示あり。）
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＜ギブスエネルギー、その変化など＞
・さまざまな物質粒子の集団は、おのれらの結合をさまざま組み換えつつ、総じて安定化に向かう。
かつ一方では、さまざまな物質粒子集団は、運動しつつ経路選択を増やしていく。
たとえば、以下の反応が'自発変化'を成すのは、右向きか、左向きか。
Cl2 + NO2- + H2O = 2Cl- + NO3-+ 2H+
まず外からエネルギーが与えられると、H2Oの系としてエネルギーが増え、H2とO2 をバラす。
一方で、この反応を逆方向から見ると、H2とO2 がエネルギーを発熱放出し、H2Oと成って安定する。
この反応を、熱力学におけるヘスの法則に則って捉えると、途中の反応経路をいちいち分析せずとも、一瞬で進む反応と解釈出来る。
圧力一定のもとで出入りする反応熱の量[J}が 「エンタルピー(H)」。
発熱変化においては、エンタルピーは減少していく。
ΔH < 0
一方で、運動と経路選択肢の多さ[JK-1}を「エントロピー(S)」とする。
ΔS > 0
エントロピー(S)に絶対温度Tを掛けて TΔSとすれば、-TΔS < 0 でもある。
エンタルピー(H)と合わせて表現すると、ΔH -TΔS < 0 ともなる。
これらを、圧力一定下での「ギブスエネルギー変化(G)」として総括すれば、
G ≡ ΔH -TΔS < 0
この変化式が、物理上も化学上も'自発変化'の大きさと向きを表現していることになる。
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＜生成ギブスエネルギー＞
ギブスエネルギー変化(G)は、物質ごとかつ生成反応ごとにヨリ精密に定義出来る。
それぞれを「生成ギブスエネルギー量(ΔfG) 」と称す。
これが負の量として絶対値が大きい物質ほど、自発変化し難い安定した物質ということになる。
例えば、安定した水H2Oの ΔfG量は、
H2とO2がともに 0 であるが、H2 + (1/2)O2 → H2O であり、-237(kJmol-1) となるので、この分だけ安定性が高く変化し難い物質といえる。
・或る系を構成する粒子総数における、特定の粒子の量割合を、その物質の活量aとする。
この系が固体か溶媒ならばa=1であり、溶質ならばaはモル濃度に相当し、気体ならば圧力に相当する。
ここで a=1とし、物理条件を1気圧の25℃とする場合、とくに「標準生成ギブスエネルギーΔfG∘」と称す。
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…とりあえず、ここまでがp.45あたりまでの概括であり、自分なりにざっとメモってみた次第。
物質粒子の'自発変化'の難さ/易さについて、物理要件を充てつつ定義を進めているところまでは、エンタルピーにせよエントロピーにせよ、あらかた見当はついた。
とはいえ、ギブスエネルギーの「量的な数値」がいかなる尺度から捻出されているのかなど、即座には類推しきれない箇所もあり、だから僕なりにどこまで精密に了解しているのか、不安は残る。
本書はここから更に、原系(反応物の群れ)と生成系(生成物の群れ)、物質活力、そして化学ポテンシャル論あたりから複合的な論説に入り、主題がさまざま展開してゆく。
物理ファンもさることながら、とくに化学ファンの学生諸君には、野心的にチャレンジして欲しい一冊ではある。
（おわり）