ダニエル電池の作成手順と単極電位の測定

稲葉太一

準備するもの

ダニエル電池

・銅極板×1

・亜鉛極板×1

・導線×2

・スイッチ×1

・電解液(硫酸銅水溶液、硫酸亜鉛水溶液)

・電圧計×1

・ダブルクリップ×2

・セロハンテープ×1

・セロハンチューブ×1

・電解セル(ビーカー)×1

・塩橋(寒天等)×1

銀塩化銀電極

・銀電極×1

・白金電極×1

・電解液(塩化カリウム、塩化銀)

・スイッチ×1

・デジタルテスター×1

・充電池×1

・紙やすり×1

・可変抵抗×1

・電流計×1

・両面テープ×1

・電解セル(ビーカー)×1

・電圧計×1

・塩橋(寒天等)×1

手順

ダニエル電池

セロハンチューブとセロハンテープでセロファン塩橋を作り、ビーカーにダブルクリップで銅板、亜鉛板をつける。

セロファン塩橋で接続する。

セロハンチューブを硫酸銅水溶液、外側を硫酸亜鉛水溶液で満たす。

ダニエル電池の電圧を測定する。

銀塩化銀電極

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て1本作り、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 NHO3で前処理し、水洗いする。その電極でセルを作成し、0.8mA/cm2で15分ほど電解し、表面に塩化銀を析出させる。

同様にもう1本作成する。

2本の電極を飽和KCl溶液に浸漬し、電位差をデジタルテスターで確認する。

電位差が5mV以内であることを確かめる。

10mLビーカーを2個用いて塩橋で接続する。

ポッケンドルフの補償法による電位差測定の回路を組み、測定する。

ダニエル電池の作成手順

セロハンチューブでセロファン塩橋を作る。

ビーカーにダブルクリップで銅板、亜鉛板をつける。

二つのビーカーをセロファン塩橋で接続する。

セロハンチューブを硫酸銅水溶液、外側を硫酸亜鉛水溶液で満たす。

銀塩化銀電極の作成手順

銀線を研磨し、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。

15分ほど0.8mA/㎠で電解し、表面に塩化銀を析出させる。

電解セルに10mLビーカーを使用し、転倒防止のため電解液を注ぐ前に底に両面テープを貼り、電解液を注ぎ終わったビーカーは実験台に固定する。

電極をダブルクリップで固定する。

同様にもう1本作成する。

2本の電極を飽和KCl溶液に浸漬し下記のような電池を作成し、電位差をデジタルテスターで確認し、電位差が5mV以内であることを確かめる。

10mLビーカーを2個用いて塩橋で接続する。

ダニエル電池の電池式

Cu|0.01 mol・dm^-3 Cu^2+||0.01 mol・dm^-3 Zn^2+|Zn

ダニエル電池の起電力とその単極電位

ダニエル電池の起電力約1.1V

単純電位

Zn:-0.763V

Cu:0.338V