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