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🌡️ 📆 令和4年12月7日

電気分解

1.

電気エネルギーを化学エネルギーに変換して化学反応を起こさせる操作。たとえば、水に電気を流して、酸素と水素を発生させる操作。アノード、カソード、電解質の要素があります。たとえば電解液に電極をいれて電気を流すと電気分解が起こります1)。

1833年ファラデーが電気分解の法則を見出しました2)。工業電解、電解精錬、電気めっきに応用されます3)。分解が起きる電圧を分解電圧と呼びます4)。

【関連講義】電気化学の庵,ファラデーの電気分解の法則5)

【関連書籍】
電気分解6)
探求活動8 ファラデー定数7)
物質の変化8)
物質の変化9)
物質の反応10)
電気化学11)
工業電解プロセス12)

【物理量】
エネルギー密度13)電池容量密度14)


高等学校 > é«˜æ ¡ç‰©ç† > ç‰©ç†å­¦å²,高校物理
仁科 辰夫,電気化学の庵, 講義ノート, (2006).

電流と電 > é›»æ°—分解,電流と電圧の測定
遠藤 昌敏,無機・分析化学基礎実験, 講義ノート, (2006).

高等学校 > é«˜æ ¡ç‰©ç† > åŽŸç†ã¨æ³• > ãƒ•ã‚¡ãƒ©ãƒ‡ãƒ¼ã®é›»æ°—分解の法則,原理と法則
仁科 辰夫,電気化学の庵, 講義ノート, (1833).

(1 > ç‰©è³ªã®åå¿œ
数研出版編集部, 視覚でとらえるフォトサイエンス化学図録, 数研出版, (1998).
(2高等学校 > é«˜æ ¡ç‰©ç† > ç‰©ç†å­¦å²,高校物理
仁科 辰夫,電気化学の庵, 講義ノート, (2006).
(3 > ç‰©è³ªã®å¤‰åŒ–
佐野博敏、花房昭静, 総合図説化学, 第一学習社, (1995).
(4電流と電 > é›»æ°—分解,電流と電圧の測定
遠藤 昌敏,無機・分析化学基礎実験, 講義ノート, (2006).
(5高等学校 > é«˜æ ¡ç‰©ç† > åŽŸç†ã¨æ³• > ãƒ•ã‚¡ãƒ©ãƒ‡ãƒ¼ã®é›»æ°—分解の法則,原理と法則
仁科 辰夫,電気化学の庵, 講義ノート, (1833).
(6固体表面 > é›»æ°—分解
P. W. Atkins [著]/千原秀昭, 稲葉章訳, 物理化学要論, 東京化学同人, (1998).
(7 > æŽ¢æ±‚活動8 ファラデー定数
佐野博敏・花房昭静, スクエア最新図説化学, 第一学習社, (2004).
(8 > ç‰©è³ªã®å¤‰åŒ–
佐野博敏、花房昭静, 総合図説化学, 第一学習社, (1995).
(9 > ç‰©è³ªã®å¤‰åŒ–
実教出版, サイエンスビュー化学総合資料, 実教出版, (2005).
(10 > ç‰©è³ªã®åå¿œ
数研出版編集部, 視覚でとらえるフォトサイエンス化学図録, 数研出版, (1998).
(11 > é›»æ°—化学
野村正勝・鈴鹿輝男, 最新工業化学―持続的社会に向けて―, 講談社サイエンティフィク, (2004).
(12 > å·¥æ¥­é›»è§£ãƒ—ロセス
山下正通、小沢昭弥, 現代の電気化学, 新星社, (1990).
(13エネルギー密度(energy density [ジュール毎キログラム].
(14電池容量密度( [ミリアンペアアワー毎グラム].

2.

総合図説化学(第一学習社)「第3節 æº¶æ¶²ã®æ€§è³ª-3.溶液の濃度」を参考にして、0.5 M CuSO4を3mL調製する。
【得点ゲット】必要な硫酸銅の質量(約0.37g)をTAの目前で電卓によって計算し、質量の値をグラムで表示させる。電卓に入力して良い数値は、原子量(CuSO4ï½¥5H2O=249.68)、濃度(0.5 M)、容量(3mL)のみとし、メモリー機能やプログラム機能は使用禁止とする。操作は1分以内、計算は一回限りとする。正しい値を表示させたら15点。次ぎに、計算した値に従い、上皿電子天秤で、硫酸銅を時計皿にはかりとる。試薬を時計皿以外にこぼしたり、量を多く取りすぎたりしなければ、15点。


総合図説化学(第一学習社)「第5節 é›»æ± ã¨é›»æ°—分解-4.電気分解」を参考にゼムクリップに3mgの銅めっきをする。
秤量瓶を乾燥する。ゼムクリップを洗浄・乾燥し、めっき前のゼムクリップの質量を精密化学天秤で0.1mgの桁まで読み取る。0.5 M CuSO4電解液中で、ゼムクリップに通電し、きっかり3.0mg銅めっきする。めっき後のゼムクリップを洗浄・乾燥し、めっき後のゼムクリップの質量を精密化学天秤で0.1mgの桁まで読み取る。めっき後とめっき前の質量差からめっきした銅の質量を求める。
【得点ゲット】めっき前およびめっき後についてゼムクリップの質量の測定にTAに立ち会ってもらいサインを受け取る。めっきした銅の質量が3mg±0.2mgなら90点、3mg±0.5mgなら60点、3mg±1mgなら30点、とする。5回までチャレンジしてもっとも精度が高いめっきを得点とする。