課題11-03ダニエル電池の作成手順と単極電位の測定

1.設問

問1.ダニエル電池と銀塩化銀電極の測定実験について、自分が実際に実験をするときの手順をイメージし、準備するもの（名称と数量）を記述してください。
問2.ダニエル電池と銀塩化銀電極の測定実験について、テキストを読んで、自分が実際に実験するときの手順をイメージして、その実験手順を記述してください。
問3.ダニエル電池と銀塩化銀電極の測定実験について、実験をイメージして、ダニエル電池の作成手順を記しなさい。
問4. ダニエル電池と銀塩化銀電極の測定実験について、実験をイメージして、銀塩化銀電極の作成手順を記しなさい。
問5.ダニエル電池の電池式を記述してください。
問6.ダニエル電池の起電力とその単極電位を記しなさい。

2.回答

問1
表1は準備したものを示す。

問2
1.電気化学セルを組み立てて銀線を塩酸中でアノード酸化した1本だけ作る。
作り方
銀線を紙やすりで研磨し、清浄な金属面を露出させる。
その金属面を3M HNO3で前処理し、水洗いする。
その電極でセルを作製し、0.8mA/cm2で15分ほど電解し、表面に塩化銀を検出させる。電解セルには10mLビーカーを使う。
転落防止のために電解液を注ぐ前に底に両面テープを貼っておき電解液を注ぎ終わったビーカーは実験台にしっかりと固定する。同じ手順でもう1本作製する。
2.二本の電極を飽和KCl溶液に浸漬し電池を作製し、電位差をデジタルテスターで確認する。
3.電位差が5mVであることを確かめる。
4.10mLビーカーを二個用いて塩橋で接続する。
5.[新訂物理図解]または[応用物理化学Ⅱ]を参考にしてポッケンドルフの補償法による電位差測定の回路を組む。
6.検流計の代わりにコンパレーターを使っても良い。
7.白金以外の金属は測定直前に研磨後、0.1mol・dm-3HClで前処理を行い、水で十分に洗浄する。
8.銀塩化銀電極の標準電極電位を計算する。
9.塩化カリウムの濃度は実例下室温から添付資料より飽和濃度を求める。
10.飽和塩化カリウム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も用いる。
11.電池を組み、その起電力を補償法及びエレクトロメーターを用いて測定し、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。

問3
デジタルテスターをショートさせ動作確認。
銅イオン電極と亜鉛イオン電極を用意。
塩橋をビーカー間にかける。
これがダニエル電池となる。

問4
ビーカーに飽和KClをいれ、銀の表面に塩化銀が付いている物を溶液に浸して完成。

問5
ダニエル電池の電池式を以下に示す。

問6
ダニエル電池の起電力:1.068 V　
単極電位
塩化銀電極に対する銅イオン電極の電位は39.1mV
塩化銀電極に対する亜鉛イオン電極の電位は-1.022V