ダニエル電池を手軽に 

☆ダニエル電池は準備が大変?


 ボルタ電池は起電力がすぐに低下する問題があります。
 そこで、ジョン・フレデリック・ダニエルが1836年に発明した電池で、中学校などでも授業で扱われるようになりました。
  しかし、セロハンチューブや素焼きの容器など、2つの電解液を分ける必要があり、実際に実験をすると、いろいろと手間がかかります。
  そこで、ダニエル電池を「サンドイッチ型」にして、手軽に実験できる工夫を紹介します。

☆実験装置


  ・電極とセロハンは従来のままですが、ビーカーなどに入れるZnSO4とCuSO4の2つの水溶液をクッキングペーパーにしみこませます。
  ・この方法は、CuSO4とCuSO4の廃液が少なくてすむ利点があります。

  下の断面図のように電極・クッキングペーパー・セロハンを重ねて、サンドイッチのようにします。

  ・CuSO4の濃度は2 mol/L (24 wt%)
  ・ZnSO4の濃度は0.5 mol/L (7 wt%) で行いました。
  ・電極の大きさは約 1 cm×5 cm です。


  sandwitch_danmen.gif


  ・電極、クッキングペーパー、セロハンを密着させるために、洗濯ばさみを使用します。

    実際にセットした様子


☆負荷をつなげた場合


・電子オルゴールやソーラーモーターは十分に回ります。

solar_motor_connect.jpg
ソーラーモーターに接続したときの、電池の両端電圧は0.75 V でした。

e_melody_connect.jpg
電子オルゴールに接続したときの、電池の両端電圧は0.96 V でした。

☆実験後の様子


   ・Cu電極には銅が析出し、Zn電極にはZnが溶け出します。

Cu_pole_after.jpg
Cu電極とCuSO4 をしみこませたクッキングペーパー


Zn_pole_after.jpg
Zn電極とZnSO4 をしみこませたクッキングペーパー


☆その他


・セロハンは100円ショップなどで販売されている安価な物で十分です。
・色付きのセロハンの場合、クッキングペーパーに「色移り」することがあります。
・電極の面積は大きいと長持ちしますが、写真のように1cm×5cm程度でも十分です。
・洗濯ばさみはなくても起電力は発生しますが、接触不良が起こりやすくなります。


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