課題12-01

問1

アルマイト製品

アルマイト

問2

電解槽に陽極(目的材料)と陰極を入れ、直流電源の+極と陽極、ー極と陰極をつなげ、
+極と陽極の間に電流計、ー極と電流計の間に電圧計をつなげ、
陰極は電圧計とー極にに繋がるようにし、電解槽に電解液を入れる。抵抗を直流電源の+極につなげておく。

問3

アジピン酸アンモニウムやホウ酸を電解液として使用すると、水和劣化の少ない、
高品質な酸化被膜を得ることが、調整によって可能となる。これはアルミ電解コンデンサーに応用されている。

課題12-02

問1

身近なさび(シンク)

さび

問2

鉄が鉄(Ⅱ)イオンへの変化
Fe → Fe2+ + 2e-

水中の酸素が電子を捉えて水酸化イオン(OH-)に変化
1/2 O2 + H2O + 2e- → 2OH-

鉄(Ⅱ)イオンと水酸化イオンが反応して、水酸化第一鉄の白濁物を生成
Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2

さらに酸化されて水酸化第二鉄の赤褐色の物質へと変化
2Fe(OH)2 + H2O + 1/2 O2  → Fe(OH)2

問3

鉄と水と酸素による反応である。

まず錆を防ぐには、水が鉄と直接触れないようにすれば良いため、
鉄との反応性が低い油脂による油膜を金属表面に張ることで、防止できると考えた。

また、長時間水に晒さないことも重要である。

課題12-03

問1

Panasonic アルカリ電池

電池のアルカリ液が、目、皮膚、衣服に付着したときは、失明やけがの恐れがあるので、
すぐに多量の水で洗い流し、医師の治療を受ける。

・逆接続、ショート、充電、新旧・異種電池の混用、分解、加熱、火に入れるなどしない。
・ネックレスなど金属製のものと一緒に保管しない。
・使い切った電池はすぐに機器から取り出す。
・電池は乳幼児の手に届かないところに置く。飲み込んだ場合すぐに医師と相談する。

問2

電池の+極同士や-極同士でつないで、2つの電池同士が電流を打ち消し合うが、
この動画ではもう一つの電池をつないでいるため、(1-1)+1=1 のように、
全体で電池1つ分の電流が流れるため、問題が無い。

課題12-04

問1

電流計 1、電解セル(ビーカー)1、白金電極 2、
充電池 1、電圧計 1、電圧計 1、可変抵抗 1、導線、クリップ、ノギス、
0.02 mol・dm-3 K3[Fe(CN)6]水溶液、
0.02 mol・dm-3 FeCl3水溶液、
プルシアンブルー(生成)、
KCl

問2

エレクトロクロミズムによってディスプレイを作成する。

・0.02M K3[Fe(CN)6]水溶液と0.02M FeCl3水溶液をそれぞれ10mLずつ作る。

・試料極と対極によく洗浄したPtを用いる。

・電解還元直前に 0.02M K3[Fe(CN)6]水溶液と 0.02M FeCl3水溶液を同時に混入しする。

・ノギスを使ってアノード側の白金電極の電極面積を算出し、求めた電極面積から
電流密度 40μA/cm2 となる電流値を算出する。求めた電流値となるように抵抗尺の長さを操作し、120s通電する。

・試料極Pt表面にプルシアンブルーが析出したら、
0.01 M H2SO4水溶液で洗浄する。

Pt | プルシアンブルー | 1 mol・dm-3 KCl | Pt

・上式のような電池を作成する、

問3

・エレクトロクロミズムによってディスプレイを作成する

Pt | プルシアンブルー | 1 mol・dm-3 KCl | Pt

・上式のような電池式を作成し、電位を制御し、どの程度の電圧で青色の物質の濃淡が変化するか観察し、データを記録する。

・次に電極間距離、電極面積を変え、どのような違いが見られるかを確認し、データを記録する。

・データをまとめる。

問4

Pt | プルシアンブルー | 1 mol・dm-3 KCl | Pt

課題12-11

家で、実際に電池の直列つなぎでの電圧を測定し、実験を行った。
たまたま導線などを持っていたため、実験することができ、
実際にデータなどを確認することができたため、感覚へと落とし込むことができた。