10.エネルギー化学

◇ エネルギー化学 Web Class syllabus 53209 📆 水 🕥10:30- 🕛12:00 （暦）仮想教室中示範B C1 zero zoom English korea 簡体繁体

エネルギー	物理量	センサー	方式

認知世界	視覚（目）	光	フォトダイオード
	聴覚（耳）	音	マイク
	触覚（皮膚）	温度	サーミスタ、熱電対
	触覚（皮膚）	圧力	圧力センサー
	嗅覚（鼻）	ガス	ガスセンサー
	味覚（舌）	水質	ｐＨセンサー
非認知世界		超音波	チタン酸バリウム振動子
		電気	電流センサー
		磁気	ホール素子
		赤外線	焦電型赤外線センサ

10. エネルギー化学

化学の情報を電位で測定することで活用できます。ＯＲＰ電極を使えば、消毒剤の酸化力もわかります。ガラス電極を使えば、ｐＨがわかります。基本になるのは、ネルンストの式やヘンダーソンの式。基準電極をとして銀塩化銀電極を使います。銀をアノード酸化して、銀塩化銀とし、電位の基準とします。

センサーとインターネットがもたらすＩｏＴ

家電や自動車といった「モノ」をインターネットに接続する技術

IoTの対象となるモノ	家電（冷蔵庫、テレビ、ドアホン、給湯器）や自動車
センサー	カメラ、マイク、タッチセンサー、スマートメーター、温度センサー、湿度センサー
通信	光ケーブル、無線通信、メタリックケーブル

図 1 . IoT

13.情報処理概論 10.エネルギー化学 10.無機工業化学 15.エネルギー化学特論 IoT

センサーと情報変換

レセプター→トランスデューサー→メーター

レセプター→トランスデューサー→アンプ→メーター

レセプター→トランスデューサー→アンプ→ＡＤ変換→液晶ディスプレイ

ライブコンサートをライブ配信で楽しむことを考えてみましょう。

図 2 . 音声から通信回線へ

ライブの音声は、もともとは空気の圧力変化です。この圧力の変化量をマイクを使って電圧の変化量に変えます。このように量から量への変換をアナログ処理と言ったりします。次に、電圧の変化量を数字にします。電圧と時間を数字にします。この量を数字にする変換をアナログデジタル変換（ＡＤ変換）と言います。

この数字を通信回線を使って送ります。

図 3 . 通信回線から音声へ

今度は数字を、電圧の変化量にします。数字を電圧と時間にします。この数字を量にする変換をデジタルアナログ変換（ＤＡ変換）と言います。そしてその電圧でスピーカーを駆動し、空気の圧力変化にします。これで、視聴者がライブを聞けるわけです。

ここでマイクなどをセンサー、スピーカーなどをアクチュエータと言います。

13.情報処理概論 12.無機工業化学 8.工業概論

表 2 . 🎤 マイク ( 入力装置、圧力センサー )

項目	コンデンサマイク（エレクトレット）	ダイナミックマイク

感音材料	誘電体（圧電体）（セラミックス）	磁性体（金属）
用途	スマホ、ＰＣ	スマートスピーカー
歴史	昭和(戦後)	平成（スマホ）、昭和（イヤホン）

12.無機工業化学 10.エネルギー化学

インターネット百葉箱

参照電極としての銀塩化銀電極

電池の起電力―銀塩化銀電極とネルンストの式―の単元で参照電極としての銀塩化銀電極について学んだ。

銀塩化銀電極は、心電図の測定の際の電極にも使われている。銀塩化銀ペーストを使ったディスポーザブルタイプもある。

表 3 . 三極式セルでの参照極の種類と標準酸化還元電位
例		備考

銀｜塩化銀電極	AgCl + e^- ↔ Ag + Cl^- `E`º = 0.2223V *	温度、Cl^-濃度に依存
水銀｜塩化水銀電極	Hg₂Cl₂ + 2e^- ↔ 2Hg(l) + 2Cl^- `E`º = 0.26816V ^*	温度、Cl^-濃度に依存
水銀｜酸化水銀電極	HgO + H₂O + 2e^- ↔ Hg(l) + 2OH^- `E`º = 0.0977V ^*	アルカリ用、温度、OH^-濃度に依存
水銀｜硫酸水銀電極	Hg₂SO₄ + 2e^- ↔ 2Hg(l) + SO₄²^- `E`º = 0.613V ^*	酸性用、温度、SO₄^2-濃度に依存

07.エネルギー化学 05.エネルギー化学 10.エネルギー化学化学実験 03.エネルギー化学特論 1224 4.6. 参照電極, 89
藤嶋昭, 相澤益男, 井上徹著. 電気化学測定法 . 技報堂出版,1984-1-1 （参照 2021-6-29 ） . BAS https://www.bas.co.jp/1612.html

✏ 平常演習 Web Class

銀塩化銀電極の生体測定への応用例について調べて書きなさい。

pH電極

図 pH電極

ｐH電極の構成と測定原理について書きなさい。

ORP電極

殺菌方法浸透圧アルコール消毒、石鹸熱エネルギー煮沸オゾン紫外線

活性酸素 (¹O₂ 過酸化水素 HO· ) 殺菌灯

ORP電極というのがある。酸化還元電位だけでは化学種は特定できない。科学的根拠を持って活用しよう。

バイオセンサー

図 pH電極

酵素センサ、免疫センサに使われる電極と測定原理について書きなさい。

ガスセンサー・そのほかのセンサー

表 4 . エネルギーとセンサー *

エネルギー	物理量	センサー	方式	用途

💪力学	圧力	気圧センサー
		🎤 マイク	圧電素子	📱 スマートホン
		🎤 マイク	ダイナミック
⚡電気	電流	電流センサー ^*	シャント方式
⚡電気	電流	電流センサー ^*	クランプ方式
🌟光	波長	カラーセンサー ^*
🔥熱	温度	温度センサー
🧪化学	濃度	ガスセンサー