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🌡️ 📆 令和6年7月21日
⇒#1035@講義;

👨‍🏫   ダニエル電池の作成と単極電位の確認


無機・分析化学応用実験 では、 「 銀|塩化銀電極(基準電極)の作成とエレクトロメータの較正 」 の中で、 「ダニエル電池の作成と単極電位の確認」について 述べられています ⇒#1035@講義;。

📆 初版
#ダニエル電池

ネルンストの式を用いてできるだけ正確にダニエル電池の起電力1)を計算する。計算した起電力とダニエル電池を用いて、抵抗尺の目盛りを較正する(本来ならウェストン電池を用いるが、ウェストン電池は水銀やカドミウムを使用するため取り扱いに注意を要する。そこで、ここでは標準電池をダニエル電池で代用し、電位や電圧の概念を習得する)。摺動抵抗と電源には電池付き抵抗尺(NiCd電池×2)を用いる。
ダニエル電池の起電力を直接エレクトロメータ(後述のボルテージフォロア参照)に入力し、その出力が抵抗尺の同じ目盛りに対応することを確認することで、エレクトロメータの動作を確認する。(エレクトロメータはポッゲンドルフの補償法をオペアンプで電子的に瞬時に実現する装置と言える)
銀/塩化銀電極の標準電極電位を計算する*2,3)。塩化カリウム水溶液の濃度は、実測した室温から、添付資料より飽和濃度を求める。飽和塩化カリウム水溶液の濃度は非常に濃いので活量係数による補正が必要である。添付資料から活量を求めてそれを用いる*4)。以下のような電池を組み、その起電力を補償法およびエレクトロメータを用いて測定し、それぞれの単極電位の測定結果からダニエル電池の起電力を計算し、一致することを確かめる。

Cu/0.01M Cu2+//KCl/AgCl/Ag
Zn/0.01M Zn2+//KCl/AgCl/Ag

?設問:参照電極の照合にはなぜデジタルテスターを用いてもよいのか?
?設問:うっかり亜鉛棒を硫酸銅につけると黒くなるのはなぜか?
?設問:デジタル式のテスターにはなぜ電池が必要か? 標準電池としてのウェストン電池はどのようにして作成するか?

【試薬】
銅2)/亜鉛3)/銀4)/塩酸5)/塩化カリウム6)/硫酸銅7)/硫酸亜鉛8)

第4回:化学エネルギーから電気エネルギー(鉛蓄電池、リチウムイオン二次電池)9)

H2<->H(+)10)
Cu<->Cu(2+)11)
Zn<->Zn(2+)12)

【関連講義】卒業研究(C1-電気化学2004~),教科書&参考書13)
14)
卒業研究(C1-電気化学2004~),ダニエル電池15)

【関連書籍】
電池の起電力16)
探求活動7 電池の起電力17)
電気化学測定法のための装置18)

【動画】19)
ピカッとさいえんす「宇宙へ行った電池」
http://c1.yz.yam…

エネルギ > åŒ–学エネルギーから電気エネルギー(鉛蓄電池、リチウムイオン二次電池),エネルギー変換化学@2006
立花 和宏,エネルギー変換化学, 講義ノート, (2006).

緒言(C > æ–‡çŒ®èª¿æŸ» > æ•™ç§‘書&参考書@C1,文献調査
仁科 辰夫,卒業研究(C1-電気化学, 講義ノート, (2008).

高等学校 > é«˜æ ¡æ­´å² > äººç‰© > ç§‘学者・ > ã‚¸ãƒ§ãƒ³ãƒ»ãƒ•ãƒ¬ãƒ‡ãƒªãƒƒã‚¯ãƒ»ãƒ€ãƒ‹ã‚¨ãƒ«,科学者・学者・医者
立花 和宏,電気化学の庵, 講義ノート, (2009).

緒言(C > è£½å“èª¿æŸ» > ã‚¨ãƒãƒ«ã‚® > é›»æ±  > æ­´å²çš„é›» > ãƒ€ãƒ‹ã‚¨ãƒ«é›»æ± ,歴史的電池
仁科 辰夫,卒業研究(C1-電気化学, 講義ノート, (1836).

ピカッと > å®‡å®™ã«è¡Œã£ãŸé›»æ± ,ピカッとさいえんす
立花 和宏,ピカッとさいえんす, 講義ノート, (2012).

(1起電力 E / V.
(2銅CopperCu, = 63.546 g/mol, (化学種).
(3亜鉛ZincZn, = 65.39 g/mol, (化学種).
(4銀SilverAg, = 107.868 g/mol, (化学種).
(5@ > ç„¡æ©Ÿææ–™ > é…¸ > å¡©é…¸
塩酸hydrochloric acid , (材料).
(6塩化カリウムKCl, = 74.5513 g/mol, (化学種).
(7硫酸銅(Ⅱ)五水和物Copper(II) sulfate pentahydrate CuSO4・5H2O, = 249.686 g/mol, (化学種).
(8硫酸亜鉛七水和物Zinc sulfate ZnSO4・7H2O, = 179.46888 g/mol, (化学種).
(9エネルギ > åŒ–学エネルギーから電気エネルギー(鉛蓄電池、リチウムイオン二次電池),エネルギー変換化学@2006
立花 和宏,エネルギー変換化学, 講義ノート, (2006).
(10)   2H+ + 2e- â†â†’   H2, = 0 V, (反応-1).
(11)   Cu2+ + 2e- â†â†’   Cu, = 0.34 V, (反応-125).
(12)   Zn2+ + 2e- â†â†’   Zn, = -0.7626 V, (反応-408).
(13緒言(C > æ–‡çŒ®èª¿æŸ» > æ•™ç§‘書&参考書@C1,文献調査
仁科 辰夫,卒業研究(C1-電気化学, 講義ノート, (2008).
(14高等学校 > é«˜æ ¡æ­´å² > äººç‰© > ç§‘学者・ > ã‚¸ãƒ§ãƒ³ãƒ»ãƒ•ãƒ¬ãƒ‡ãƒªãƒƒã‚¯ãƒ»ãƒ€ãƒ‹ã‚¨ãƒ«,科学者・学者・医者
立花 和宏,電気化学の庵, 講義ノート, (2009).
(15緒言(C > è£½å“èª¿æŸ» > ã‚¨ãƒãƒ«ã‚® > é›»æ±  > æ­´å²çš„é›» > ãƒ€ãƒ‹ã‚¨ãƒ«é›»æ± ,歴史的電池
仁科 辰夫,卒業研究(C1-電気化学, 講義ノート, (1836).
(16 > é›»æ± ã®èµ·é›»åŠ›
田 薫、原納 淑郎、鈴木 啓三, 応用物理化学II, 培風館, (1990).
(17 > æŽ¢æ±‚活動7 電池の起電力
佐野博敏・花房昭静, スクエア最新図説化学, 第一学習社, (2004).
(18 > é›»æ°—化学測定法のための装置
藤嶋昭, 相澤益男, 井上徹著, 電気化学測定法, 技報堂出版, (1984).
(19ピカッと > å®‡å®™ã«è¡Œã£ãŸé›»æ± ,ピカッとさいえんす
立花 和宏,ピカッとさいえんす, 講義ノート, (2012).

関連の展示品


表


◇ 参考文献( 書籍 ・雑誌 ・URL )


✍ 平常演習

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