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化学実験Ⅰのエネルギー化学分野は、2024年度より 化学実験Ⅱとして開講されます。
安全第一で実験しよう。 山形大学工学部安全マニュアルを熟読しよう。 万一、火災を発見したら「火事だー！」と叫び、守衛室（内線3027、携帯からは0238-26-3027）へ緊急通報すること。
高校物理を復習しよう（ わかりやすい高校物理の部屋）。 電気化学を復習しよう。 ３ボルト が生み出す洗剤と水素―電気化学工業―を予習しよう。
新型コロナウィルスの影響のためウェブサイトやテキストの課題ができなくなっています． 原則，ウェブクラスの課題をもって，実験としてみなします．オンラインではできない部分は，ウェブ版のテキストでシミュレータや動画を組み合わせおります． また，実験科目ということもあり，レポートをHTML化し，公開した場合，加点とします．
中学校で使った回路計（テスター）ですが，再度，回路計（テスター）による電圧の測り方を思い出そう
10-01 【課題】電池の電圧測定
問１．マイテスターを使って，身の回りにある電池の電圧を測定してください．測定した証拠写真を撮影して，JPEG形式の画像ファイルで提出してください．
【参考資料】
情報処理概論でも触れているが、バーゼル条約により、日本は廃棄物の輸出は困難になっている。 最終的には、学生の皆さんの子供たちの世代に大量の廃棄物の処分をお願いすることになる。そこで、この実験テーマでは、廃液の量を減らすために、水の使用量が350mLに制限されるいる。 環境にやさしく、廃棄物を少なくして実験する方法としては、調製した試薬は使いまわす。洗浄用の水も使いまわすことで減らせる。 ただし、薬品が手についたなどの事故が発生したときは、水道の蛇口を捻って、大量の流水で洗い流してください。
準備されている試薬は市販品の原液です。 無機化学基礎で学んだ濃度の計算を使って試薬の調整をします。
進捗票のサインは、実験中に現物を見ながら教職員や先輩から受けてください。実験なので、実際にやったことに配点を重視しております。実験が終わって片付けてからのかレポートやノートに書かれてサインを申し出てもサインはできません。実験終了時刻後の進捗票へのサインもできません。
【ポイントゲット】エネルギー化学実験（電気化学実験）の初回に，マイテスターを準備してきた人は，自分の名前の記述されたテスターおよび購入時のレシート（または，同等品）をノートに添付し，ウェブクラスに提出してください．(提出先→ウェブクラス)
単位の認定は，やったことで評価・加点します．
先生：「グループ分けをします．テーブルごとに2グループとなります．」
硫酸銅水溶液の中でゼムクリップをめっきすることで、電流、電圧、電気量を測定し、ファラデーの電気分解の法則を理解します。 具体的な実験内容については 詳細なテキストをごらんください。
物質量n〔mol〕と 電気量n〔C〕 は比例します。これを ファラデーの電気分解の法則と言います。 比例定数はファラデー定数F＝96485.3415〔C/mol〕です。
ファラデーの法則を使って電気量を測る装置を クーロメーターと言います 4 ) 。 銀クーロメーター 5 ) 、 1936年の レイリー型電流天秤 6 ) を経て、現在の電気基準になりました。 産業界では、実用上、ツェナダイオード電圧標準器と標準抵抗器を標準としています。
学生：「あ、そういえば・・・ファラデーの電気分解の法則！」
学生：「了解！」
学生：「了解！」 (…実験の器具…）
実験器具の都合上、「電池の起電力と分解電圧」のテーマと「工業への応用」のテーマはローテーションしてください。
グループ単位での単位認定となります．実験ノートには，グループ全員の実験者の署名も記述してください．
【ポイントゲット】グループリーダになったら実験ノートにグループ名，共同実験者，リーダ名を記述して，ノート写真をGoogle+に投稿してください．
本日のテーマで配布されている試薬はすべて市販品の原液です．目に入ると失明しますので，保護メガネを着用してください．
寒天とテフロン分散液を吸い上げるときは，ケミカルスポイトを使ってください．
失敗事例のGoogle+への投稿は加点です．
片づけも含めて，実験（納期）は，15:55までです．Google+への投稿も15:55までとします
電池の起電力は電流を流さずに測定せねばなりません。そのための工夫を理解した上で、まずはダニエル電池の起電力を測定しましょう。次に参照電極として銀塩化銀電極を使って単極電位を測定しましょう。最後に活物質の濃度を変えてネルンストの式が成り立つをことを確認しましょう。
学生：「なんだろうなあ・・・」
学生：「アルミとか使ったときの電圧ですか？」
学生：「テスターとか使っちゃだめなんですか？」
学生：「・・・」
学生：これまた電気化学定番中の定番の実験」
学生：「そうなんだ！」
学生：「Cd(Hg)とHgの電位差だからな。1.0138Ｖです。」
学生：「ウェストン電池は、液がこぼれて困るんですが？」
電解液の種類と電極の種類を変えて、電解槽を組み立て、電流と槽電圧（浴電圧）の関係を調べます。同じ電解液でも電流が流れ始める槽電圧（分解電圧）が違うことを確かめ、理論分解電圧とのずれである過電圧について理解を深めます。電流と電圧の関係を調べるボルタンメトリーの手法についても学びます。
先生：「水に電気を流すとどうなると思う？」
学生：「酸素と水素に分解します！」
先生：「正解！じゃあ何Vぐらいで分解するかな？」
学生：「１Ｖぐらい？」
先生：「理論分解電圧1.23Ｖ、どこかの引越しやサンみたいでおぼえやすいでしょ、でもね実際の分解電圧は電極の種類や電解液の種類でも違うんだ」
学生：「そうなんだ！」
先生：「電圧が低いのと高いのでどっちが電気代が安い？」
学生：「電圧が低い方かなあ・・・」
先生：「では、どんな材料で電解槽を作ったら電気代が安くなるか実験してみない？」
学生：「ぜひぜひ！」
（…2.1続き…）
| プロセス |
アルミ ニウム 溶融塩電解 |
食塩電解 |
銅 電解精錬 |
亜鉛 電解採取 |
|---|---|---|---|---|
| 🏞 原料 | 食塩（岩塩） | |||
| 製品 | 亜鉛 | |||
| 理論電気量 /kAh/t | 2980 | 670 | 844 | 820 |
| 理論分解電圧 /V | 4.17 | 2.2 | 0.1×10-3 | 2.0 |
| アノード 電流密度/A/m2 | ||||
| 単槽 電圧/V | ||||
| 電気量原単位 /kAh/t | 3350 | 910 | ||
| 電解電力 （ 電力原単位 ） /kWh/t | 13400 | 2200 | 284 | 3000 |
| 電流効率 | ||||
| 電圧効率 | ||||
| エネルギー効率 7 ) |
理論分解電圧とは、アノードとカソードの平衡電位の差であって、槽電圧（浴電圧）をこれ以下に切り下げることはできません 。
8 )先生「電気化学の講義を応用して，工業製品を作ろう」
先生「自動車などのカラフルな塗装のアルマイト，
プリント基板にパターニングするエッチング，
LEDを光らせる2個直列したアルカリ電池，
ディスプレイへ応用が期待されるエレクトロクロミズム
を自作しよう」
【ポイントゲット】実験終了時に，テーマで使用した試料と使用量を集計し，ノートに記録し，ノートの写真をGoogle+に投稿してください． 提出先→Google+
「
アルマイト
はいろいろな工業製品に使われているよ。
まずは現代の電気化学, p.149のアノード処理のところを読んでみよう。」
（…続き…）
エッチング はいろいろな工業製品に使われているよ。
電池 はいろいろな工業製品に使われているよ。 ここでは二酸化マンガンを使ったアルカリマンガン乾電池をビーカーで作ってみよう。
フラットパネルディスプレイ はいろいろな工業製品に使われているよ。
実験成果を本学の公開用ウェブサーバーから公開してください．アドバンスト課題なので，加点とします．期限は7月31日とします． 公開した人は，ウェブクラスの課題を提出してください．公開方法と動作確認は，https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/Public/53204/53204_04.aspを参照してください．
抵抗尺を使いメートルブリッジへ応用するときの動作確認画像です。
直列つなぎにを発見したのはボルタです。ボルタ電堆はガルバーニ電池（セル）を直列につないだバッテリーです。 それは直列にした回路の電圧はそれぞれの電圧の総和であるというキルヒホッフの法則の発見へとつながります。
こぼれた粉末の試薬は，Al-PET(Cu-PET,Fe-PETでもよい）を小さく短冊状に切って小さなスコップを２つ作って，集めてください． 集めた試薬は，スコップを使って「廃棄薬品」のラベルを貼った細口ポリ瓶に入れてください． スコップで細口ポリ瓶に入れられない場合は，実験台の上で，水に溶かして，スポイトで吸い取って回収または廃液に捨ててください． 水に溶かしてスポイトで吸い取る操作を数回繰り返して，自然界と同程度の濃度にしてください．
テスターで単三乾電池の起電力を測定してください．電池に豆電球を接続して，電池の電圧と豆電球に流れた電流を測定してください．この結果から電池の内部抵抗を求めてください．
電流計を電池に並列接続するとテスターのヒューズが切れることがあります．確認したいテスターの電流測定モードにしてください．電流レンジがある場合は，最大レンジにしてください． もう1台のテスターを準備して，抵抗モードにして，確認したいテスターのテスターピン間の抵抗を図ってください．
ヒューズが切れたテスターの場合，抵抗値がO.L.（オーバーレンジ）などと表示されます．O.L.の意味は，テスターの測定範囲外の大きな抵抗値であるということで，電流計が電流を流さない状況，すなわち，ヒューズが切れている可能性が高いです．
ヒューザが切れていない場合は，下図のように，抵抗値の値が数オーム程度（mAレンジの場合)に表示されれことが多いです．アンペアレンジの場合は，0.001オームの抵抗値を表示するテスターもあります．
ヒューズを交換するときは，説明書に従って交換してください．
【ポイントゲット】実験ノートに配点表を元に，３回の実験の評点を集計してください． 自主的に取り組んだ配点表にない項目でアピールできること（失敗談，安全への配慮，テキストの改善案）なども実験ノートに記述してください．追加加点とします． ご近所さん（同一グループ不可）に，Google+に投稿した実験記録（証拠）と集計結果を見せて，できるだけ多くのご近所さんからコメントと署名をもらってください． ノート提出時に単位認定の参考します．最後に，評点の集計したノートをGoogle+に投稿してください． 提出先→Google+
提出したノートに自己評価が記入されていない場合は，0点扱いとなります．実験の評点なので実験中に記入してください．物質化学工学実験IIの成績評価は，電気化学実験3コマと有機実験9コマの総合点となります． ノートを取りに来ない場合，夏休み終了後，2週間程度(10月中旬)に処分いたします．
学生：「電気・・・ってそれ化学なの？」