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令和6年11月23日 (土)

実測した起電力が理論計算とあわないのですが?

語釈1.

-----Original Message-----
ボルタ型電池の実験についてです.
H2SO4水溶液に線と亜鉛線を入れ起電力を測定しました。
また、亜鉛についても同様の実験を行いました。測定した起電力が、あらかじめ、ネルンストの式を使って起電力を計算した値よりも大きくなりました。これどうしてなのでそうか?水素以外の気体が発生して入るのかなと思ったのですが。。まったくわかりません。また、計算上では亜鉛亜鉛は同じ起電力になるのですが,実験では、亜鉛のほうが大きくなりました。これはどうしてなのでしょうか?
----- unquote -----

真実は理論よりも奇なりってところですね。(^^;;;
君の実験結果は、間違っているものではなく、『事実』なんです。ですから、決して闇に葬ってはいけないものです。意外と、都合が悪くなると闇に葬りたがる人がほとんどで、それが最近の大企業が引き起こした問題に発展していくんですよ。事実は事実としてしっかりと受け止めている君は、えらい!
すばらしい!(川平慈英?(サッカー解説者)の口調で読んでください)。

さて、私のほうから質問が何点かあります。

ネルンストの式から計算したとのことですが、その元となる電極反応式は、何を仮定しました?

Zn2+ + 2e → Zn
2H+ + 2e → H2
Cu2+ + 2e → Cu
Ag+ + e → Ag

あたりかな?亜鉛電極のほうは、電解液が硫酸のみだから、Zn2+の濃度がほぼゼロでしょ?これってネルンストの式からすれば、平衡電位が-∞Vになるじゃん。このところをどう仮定したのかな?ってことなの。それから、亜鉛線や線、線の表面はどうなっていました?ぴっかぴかの金属でした?それとも黒ずんでたり汚れていたりしました?実験の前にこれらの金属表面をきれいにするための処理を施しました?これによって、どういうことが起こったのか、推定できそうですよね。ヒントは、といえども、空気中では表面に酸化物が
できているかもしれないってことです。強酸性水溶液では、水の電気分解はNHEに対して0Vで水素発生、1.229Vで酸素発生になります。この間の0~1.229V
の間では、水は安定に存在できます。その中でCuやAgもイオンとして溶けていくことができます。

さて、このあたりで、君には答えが見えてきたんじゃないかな?実験したときのことをよく思い出してみて下さい。金属表面は、どんなでした?
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