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化学電池について
化学電池を作ろうとこの何日間か一生懸命やってますが、うまくいきません。濃い食塩水に酸素系漂白剤を加え、銅版とアルミ板を使い、豆電球を点灯させたいのです。使用している容器は紙コップ程度の大きさの容器と、親指の爪ほどの大きさの銅版とアルミ板です。漂白剤は市販の粉末のものです。加える食塩の濃度や、漂白剤の量にポイントがあるのでしょうか。この実験を成功させる秘訣をご教授ください
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- Ligandable
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＃４です。 ティッシュはさみは確実に大丈夫です。 できれば，繊維のけば立ちで短絡しやすいので， セロハンや，紙でいいでしょう。 私の場合，塩水は構わず飽和食塩水もどき。 ペットボトルに塩が溶け残る程度。酸素系漂白 剤は，銅板側に振りかけるか，たいていは， 小皿に溶かしたやや粒の残る酸素系漂白剤を 銅板側に塗る程度です。両方に塗っても電子オ ルゴールはなります。尚，電子オルゴールですが， 最近理科教材業者で販売しているものは駆動電圧が たかいので，大阪のダイソーという教材業者 （非１００均）の物が昔通り低電圧で動きます。 むしろ，１００均のメロディー付きメッセージ カードを流用するといいでしょう。 ＃４の一部修正しますが，銅－アルミの起電力は 厳密でない実験では，０．５Ｖ程度に落ちます。 ＬＥＤについてですが，あくまで３セット直列 です。 アルミ板（爪ほど）に拘られないのでしたら， ステン皿やお盆を陽極にして，塩水少量入れ， 酸素系漂白剤ぱらぱら，セロハンおいて，ちょい塩水 そこへ，アルミホイルかアルミ皿をおくと，楽です。 同形同大の皿があれば，実験セットとしても密着 良く積層でき，収納もコンパクトです。 けして，ステン－塩－アルミ－塩－ステン－塩－ アルミ－塩－ステン－塩－アルミ－塩－とならな いよう， ステン－塩－アルミ－ステン－塩－アルミ－ ステン－塩－アルミ－にしてください。 酸素系漂白剤ですが，塩素系は銅が溶出し 避けてください。 酸素系漂白剤の代わりに銅板の表面に備長炭粉 を撒く手もあります。 ＃７さまの， ＜また豆電球を光らせる目的で複数の電池を直列にする＜のは，必ずしも得策ではありません．この電池は電流＜を流すと発生電圧がかなり低下するので，電圧を上げ＜て電流を増やすと電池自身の発生電圧が下がって，結＜局それほど電圧は上がらないということがありうるか＜らです．電極が小さく，豆電球が大きめの電流を要求＜するタイプだとこういうことが顕著になります． については，＃４で書いたとおり，セロハンや紙を はさみ，電極間を狭く取って回避できます。３セット 直列で，１０個以上のＬＥＤが乾電池並みに十分点灯 すれば，実用上回避できたと言えるでしょう。では
- c80s3xxx
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発光ダイオードを使えば，という意見がいくつかあるので補足しておきます． 発光ダイオードはたしかに電流は少なくても光りますが，電圧が必要なのです．赤いもので，基本的に2V程度ないと光りません．1.5Vでは光っていることを確認するのは無理でしょう．ということは，今作ろうとしている電池はどうやっても1V程度が限度ですので，2個以上直列にしない限り発光ダイオードは光りません．そういう意味では豆電球は電圧が低くても暗くはなるものの光りますから，比較的少ない電流でも点灯の確認しやすい麦球のようなものを使うのが合理的で，このことはすでに指摘されています． また豆電球を光らせる目的で複数の電池を直列にするのは，必ずしも得策ではありません．この電池は電流を流すと発生電圧がかなり低下するので，電圧を上げて電流を増やすと電池自身の発生電圧が下がって，結局それほど電圧は上がらないということがありうるからです．電極が小さく，豆電球が大きめの電流を要求するタイプだとこういうことが顕著になります． 多くの演示実験でモーターを使うのは，最近は低電圧から回り，しかも消費電流のものすごく少ないモーターが模型用に簡単に手にはいるからです．こういうモーターをゆっくり回す程度なら，かなり簡単です．もっと簡単なのはメロディーICを使って音を出すもので，これも非常によく使われます．理由は同じで，とくに消費電流がものすごく少ないので，電流が流れることによっておこる電池の起電力低下が問題にならず，ふつうに作っていればとにかく 0.8V くらいの電圧が出れば動いてくれるからです．
No.5のご回答を見て思い出したのですが、確かに電流というのは大きな要因のようです。電池の種類は違いますが、電流を大きくするための工夫が参考URLに書かれています。 この手の質問は夏休みの時期に自由研究との関連で、多くの質問が出ています。 豆電球にこだわらないのであれば、少ない電流で発光する発光ダイオードを使う手もあります。
- c80s3xxx
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豆電球の消費電流が大きすぎるのです．たぶん真っ暗な部屋で見ればかすかには点灯しているはずです．しかし豆電球は大きな電流を流さないとまともに光らず，大きな電流を流せるほどには両電極の上でおこる反応の速さが足りないのです． ということで，どうすればいいかですが，まず，電極，とくにアルミをもっと大面積のものにします．アルミ箔でかまいません．単3電池より単1電池の方が大きな電流を流せるのは，反応する面積が大きいからなのです． 銅の方もできればもっと大きい方がいいでしょうが，これは漂白剤濃度をちょっと高めにすることでも対処できます．ただし，漂白剤を入れるのは，実は諸刃の剣なのです．銅の上でおこる反応についていえば漂白剤は入れた方がいいのですが，アルミの方については漂白剤はないほうがいいのです． ということで，アルミの周りはただの塩水，銅の周りは酸素系漂白剤入り，というように液を分けるともっといいでしょう．この液同士を，混ざらないように接続するにはちょっと細工が必要で，電流を流すことも考えると，透析チューブのようなものを使えるとベストです．チューブの片端をしっかり縛り，中に塩水とアルミ板を入れ，このチューブを漂白剤入りの塩水の入ったコップにぶら下げるのです．そして，銅板を漂白剤入り塩水に浸します．透析チューブの代わりになるものとしては，手作りソーセージ用の豚の小腸とかでもいいです．サランラップとかはもちろんだめです． コーヒー用の濾紙を3枚くらい重ねて使ってもある程度の効果はあると思います．長時間の実験でなければ，これでも差は出ると思います．
- Ligandable
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アルミが消費しているのでしたら，＃３の通りだと 思います。 その上でさらにチェックポイントを入れますと， 豆電球は何 V 用ですか？ 銅－アルミは 0.8V 位 麦球くらいの電球でないと点灯は困難でしょう。 赤外線くらいは出てるでしょうが・・・。 この場合，紙コップを数セット作り，直列にする 手もあります。同じ液内では、Al-Cu-Al-Cu-Al-Cu-と 交互に接触しないように直列に組み立てても，電解液 (塩水)で短絡する上，極性もなくなりますので 失敗します。(回路図をお書きください) もう1点。爪くらいの板では面積も小さいので， 電解液の内部抵抗も大きく関わるでしょう。 電解液（酸素系漂白剤＋塩水）をろ紙やティッシュ ペーパ・セロハン（お勧め）に浸し，極板ではさむ だけでOK! 爪くらいなら，２～３滴の電解液で十分 です。極板間の距離が短いので，だいぶ抵抗が減り ます。 銅と亜鉛なら，正確には起電力1.1Vですが，上の 方法で１V位安定して出ます。単品で電子オルゴール。 ３つ重ねてAl-液-Cu-Al-液-Cu-Al-液-Cu-で，LED１０個 位点灯できました。（ティッシュがつくと短絡） 亜鉛は，例えば１００均のトタン製の灰皿・・・など で十分です。
補足
ご回答ありがとうございます。銅が今現在一枚しかないので、直列をためすことができないのですが、明日やってみようと思います。 豆電球が何ボルトようかというご質問ですが、購入時の容器が残っていませんので、分からないのですが、小指の爪程度の大きさです。 ティッシュにはさむ方法ですが、点灯しませんでした。たくさんアドバイスしていただいたのに申し訳なく思います。 食塩は十分に濃いものですが、漂白剤の量はどれくらいが適量でしょうか。溶けきれないのは多すぎでしょうか。食塩の十分に濃いとは水に溶ける限界に近い量を入れています。漂白剤はその上に足しているため、少し溶け残りが目立つかんじですが、どうでしょうか。 またよろしければ教えてください。 親切なアドバイスありがとうございました。
- kittenandcat
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考えられる可能性として銅版とアルミ板が接触してしまっていると、豆電球は点灯しません。銅版とアルミ板を接触しないように銅板とアルミ板をはなして装置を組み立ててください。それでもうまくいかない場合は、複数のアルミ板と銅版をもちいて、アルミ板 銅板 アルミ板 銅板・・・と交互に接触しないように直列に組み立てて実験を行わしてみてください。 また、濃い食塩水にこだわっていないのなら、柑橘系の果物に銅板とアルミ板が接触しないように注意して、銅板とアルミ板をさしておこなって実験を行ってみれば成功するとおもいます。（注意 この方法の場合、果物の果汁に銅板とアルミ板が接触するまで、銅板とアルミ板をさしこまなければならない。） こんな感じですかね。
お礼
ご回答ありがとうございます。昨日は何度か挑戦しましたが、結局うまくいきませんでした。銅とアルミはくっつけないようにとあるホームページにありましたので、その点は十分に注意して実験を行っていました。果物ですか。やってみます。 夜遅くにわざわざ回答していただき、本当にありがたく思います。 ありがとうございました。
- Ichitsubo
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アルマイト加工されてあるアルミ板の場合、不動態となり溶け出しにくい状態になっている場合がありますので、よく磨いてアルミニウムを表面に出してみてください。 回路を構成すると間を空けずに電流が流れるはずです。 酸素系漂白剤は加えた方がよいでしょう。 加えない場合は水素とアルミニウムの電池となっていますが、 加えた場合は過酸化水素とアルミニウムの電池となります。 後者のほうがより高い起電力を得られるはずです。
補足
ご回答いただきありがとうございます。経験者さんからのアドバイスとてもうれしく思います。アルミ板と市販のアルミ箔とを試しました。アルミ箔は溶けてぼろぼろになるにもかかわらず、電球は点灯しません。回路はわたしもどこかで途切れているのかと思い、乾電池を同じ回路にくっつけてみたら電球は点灯したので間違いないと思います。なんとかこの実験を成功させて子どもに見せたいのです。アルミ板をもっともっと磨いてみます。もし、なにかほかにも問題があるのなら、思いつくこと何でもアドバイスください。
>濃い食塩水に酸素系漂白剤を加え なぜ酸素系漂白剤を加えておられるのでしょうか？ 水素の発生を抑えるためでしょうか？ 充分食塩水が濃ければ、あとすることは、銅板とアルミ板を磨くことぐらいではないでしょうか。 もし発電効率が悪ければ豆電球の代わりにLEDを使うと、方向を選びますがきれいに点灯します。 一度漂白剤を加えずに行ってみることと、酢酸(お酢)を加えてみてはいかがでしょうか。
補足
早速の解答ありがとうございます。わたしは化学はちんぷんかんぷんです。あるホームページで書かれていた方法をためしています。食塩だけのページもあったのですが、食塩だけではうまくいかず、漂白剤をいれてみました。銅版とアルミ板は磨いて使っています。銅は表面がピカピカする程度まで磨いています。アルミは銅と同じくらいの時間をかけて磨いています。 ＜もし発電効率が悪ければ豆電球の代わりにLEDを使うと、方向を選びますがきれいに点灯します。 豆電球しか用意ができないので使っているのですが、豆電球を点灯させるだけの電流を得るのはこの実験では難しいのでしょうか。 ＜酢酸(お酢)を加えてみてはいかがでしょうか 今すぐにやってみます。 アルミがイオン化するのには時間がかかるのでしょうか。１０分程度では点灯しないのでしょうか。
お礼
すごい！！頭がさがります。ろ紙もソーセージの皮もあいにく今家にありませんので明日スーパーに走ります。たくさんの人に親切なアドバイス戴き本当に感謝です。なんどやっても失敗するので、内心諦めようかとおもっていましたが、がんばってみます。本当にありがとうございました。