亜鉛-銅によりダニエル電池を作成し、放電による変化を観察する。また、外部端子抵抗による内部抵抗の測定を試みる。
「動 画」基本操作編
「動 画」実践編
「実験タイトル」ダニエル電池の作製と電池性能の測定
「サブタイトル」
「キーワード」酸化還元反応 金属 標準電極
「準 備」「操 作」省略
「画 像」
「工夫と注意・片付けなど」
「解 説」
Zn →[Zn2+ ] + [ 2e– ] …①
Cu2+ + [ 2e– ] → [ Cu ] …②
電子e–を消去するために①+②としてまとめると…
Zn2+ + 2e– = Zn – 0.762V_EZn
Cu2+ + 2e– = Cu + 0.340V_ECu
酸化電位E=ECu-EZn より、
Cu2+ + Zn = Cu + Zn2+ + 1.102V
この酸化電位+1.102Vが、ダニエル電池の理論起電力になる。電池式は、電解液を組み合わせて次の表記になる。
(-)Zn|Zn2+・ZnSO4 | CuSO4・Cu2+|Cu|(+)
V=E-rI V=RI
電流Iを消去すると内部抵抗rは
r=R[(E/V)-1]
この内部抵抗rは、電池性能を判断するバロメータとなる。
電気量:Q = n(電子の量)×96485〔C〕
しかも、電気量Q は、電流I〔A〕が流れ続けた時間t〔s〕の積でも表現されるので、
電力量:Q=It〔C〕
したがって、電気を流していた時間がわかれば、平均的に流れていた電流値も算出可能である。
◇このブログで発信する情報は、取扱いに注意を要する内容を含んでおり、実験材料・操作、解説の一部を非公開にしてあります。操作に一定のスキル・環境を要しますので、記事や映像を見ただけで実験を行うことは絶対にしないで下さい。詳細は、次の3書(管理者の単著作物)でも扱っているものがありますので参考になさってください。