実験 電解質の水溶液と金属板で電流が 3年 p18 取り出せるかしらべよう p88...
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電解質の水溶液と金属板で電流が
取り出せるかしらべよう
・うすい塩酸、食塩水ともに、濃度によっ
てほとんど起電圧に変化はなくむしろ濃
度が低い方が高くなる場合もあった。食
塩水で2%程度、うすい塩酸では、1%程
度がよい。
・マグネシウムは、5%のうすい塩酸とは
激しく反応し、30秒程度で溶けてしま
う。1%では、10分以上原形を留めてい
た。
東京書籍 3年 P18
・金属板(鉄、銅、亜鉛、マグネシウムリボン) ・発泡ポリスチレンの板
・ビーカー(100ml) ・電圧計 ・電源装置 ・豆電球(2.5V用)
・電子オルゴール ・光電池用モーター・みの虫つきクリップ導線
予備実験には、さらに ・アルミニウム板
・食塩水 ・うすい塩酸(約1%)
食塩水やうすい
塩酸の濃度はど
れくらいがいい
の?。
実験
ステップ 金属板と水溶液を選び電流が
取り出せるか調べる。
❷ 電子オルゴールや光電池用
モーターをつないでみる。
❶ 2枚の金属板を電解質の水
溶液の中に入れる。
❸ 電圧計をつないで電圧を測る。
❹ 電圧計の針のふれ方から、どちらが+極で、どちら
が-極かを見る。
❺ 同じ金属板の組み合わせでも、電流が取り出せるかやってみる。
3年
粒子
実験
3
ステップ 金属板の組み合わせや水溶液を変える
ステップ 調べた結果を表にまとめる
❻ 金属板の組み合わせごとに、電子オルゴールの鳴り方や光電池用
モーターの回り方を表にまとめよう。
5
%
塩
酸
に
1
分
つ
け
た
。
啓林館 P88 P91
2種類
を選ぶ
金属
金属
Cu
(銅)
Zn
(亜鉛)
Al
(アルミニウム)
Mg
(マグネシウム)
Fe
(鉄)
Cu 起電圧
+極金属
0.7
Cu
オルゴール□
0.5
Cu
オルゴール△
1.3
Cu
オルゴール○
0.1 Cu
オルゴール×
Fe 起電圧
+極金属 0.6
Fe
オルゴール△
0.3 Fe
オルゴール×
1.1
Fe
オルゴール○
Zn 起電圧
+極金属 0.2
Al
オルゴール×
0.6
Zn
オルゴール△
Al 起電圧
+極金属 0.8
Al
オルゴール□
Mg 起電圧
+極金属
東京書籍 3年 P18
予備実験データ
薬品名 薬品の作り方
食塩水 ※(2%) 2gの食塩を98gの精製水に溶かす。そのうちビーカーに80㎝3分入れる。
うすい塩酸 ※(1%) 3㎝3の濃塩酸を105㎝3精製水でうすめる。そのうちビーカーに80㎝3分入
れる。
電解質の水溶液と金属板で電流が
取り出せるかしらべよう
【試料となる液体の作り方】 それぞれ80cm3分
【金属の組み合わせと起電圧(V)、+極の金属】
3年
粒子
実験
3
2% 食塩水
光電池用モー
ターがかすかに
回ったのは、こ
の組み合わせだ
け。
【電子オルゴールの鳴り方の尺度】
○…安定してなる。
□…不安定(音程が変化したり、スピードが遅かったり、メロディー分かる程度)
△…かすかになる。(ジー・・・などメロディーの判別ができない程度)
×…まったく鳴らない。
イオン化傾向は、
Mg>Al>Zn>Fe>Cuの
順であるが、Al>Znは逆転を
した。Al板表面に酸化被膜がで
きたためと考えられる。
同じ金属でも、表面の不純物な
どにより、0.1V程度の起電
圧が起きる場合も多い。
発光ダイオードはどの金属の組み合わせも光らない。
実験 啓林館 P88 P91
←実験A 実験B→
電圧 0.65V
※ダイコン1つ
では、0.35V
電圧 0.55V
電流 0.2mA 電流 0.2mA
電子オルゴール
は不安定だが鳴
る。
電子オルゴー
ルは、かすか
になる。
金属
金属
Cu
(銅)
Zn
(亜鉛)
Al
(アルミニウム)
Mg
(マグネシウム)
Fe
(鉄)
Cu 起電圧
+極金属
0.8
Cu
オルゴール○
0.6
Cu
オルゴール△
1.4
Cu
オルゴール○
0.1 Cu
オルゴール×
Fe 起電圧
+極金属 0.6
Fe
オルゴール□
0.4 Fe
オルゴール×
1.1
Fe
オルゴール○
Zn 起電圧
+極金属 0.3
Al
オルゴール×
0.6
Zn
オルゴール△
Al 起電圧
+極金属 0.9
Al
オルゴール○
Mg 起電圧
+極金属
東京書籍 3年 P18
予備実験データ
電解質の水溶液と金属板で電流が
取り出せるかしらべよう
【金属の組み合わせと起電圧(V)、+極の金属】 3年
粒子
実験
3
1% うすい塩酸
-極がマグネ
シウムのもの
は 光 電 池 用
モ ー タ ー が
回ったのは、
この組み合わ
せと、Cuと
Znの組み合
わ せ。0.8 V
以上の場合。
【電子オルゴールの鳴り方の尺度】
○…安定
□…不安定
△…かすか
×…鳴らない
を参照
【発光ダイオードの光り方】
0.8V以上の場合にかすか
についた。
いろいろな電池をつくってみよう ト ラ イ
備長炭電池の実力
電圧 0.5V ※ほぼ12時間変化安定
電流 20mA ※ぎゅっとアルミを握れば200mAを越えた。
電子オルゴールは低い音でゆっくりなる。
発光ダイオードはつかない。
光電池用モーターはゆっくりだが約12時間も回り続けた。
24時間後
実験
電解質の水溶液と金属板で電流が
取り出せるかしらべよう
3年
粒子
実験
3
こんな導入いかがでしょう。
単1 176円電池の実力
電圧 2.5V
※1セットでは、0.4V
電流 2mA
電子オルゴールは元気よくなる。
発光ダイオードは一瞬だけつく。
光電池用モーターは回らない。
一工夫実験
単1 176円電池
・10円玉(16枚) ・1円玉(16枚) ・ろ紙 ・単3を単1にする電池パック
・彫刻刀(丸刀) ・レモン(1個) (100均で買える)
❶ 電池パックの
中の仕切りを彫
刻刀で削る。力
業です。
※10円玉が入る
ようになるまで。
❷ 10円玉の大き
さにろ紙を15
枚切り取る。
❸ ❷で切り取った
ろ紙にレモン汁を
たっぷり染み込ま
せる。
❹ 電池ボックスに1円玉を最初に入れ、次
にろ紙(レモン果汁入り)、次に10円玉と
入れていく。これを16回繰り返す。
予備実験データ
これが1セット 16セット積み上げ
るとこうなる。
こんなに重ねたのに、電子オルゴールしかまと
もに鳴らせないなんてたいしたことないな~
・日頃使っている電池の性能の良さを
実感!
・教科書P27のボルタの電堆の説明
にもってこい。
実験
いったいどれくらい
の電流が流れている
の?
予備実験データ
教科書P17のように4人ですると。
電圧は0.30V、しかし電流は、ほぼ0mA。
【電子オルゴールの鳴り方、電流、電圧の値】
人
数
電子オルゴールの鳴り
方
電圧(V) 電流(mA)
1
人
か す か「ジ ー」と
鳴っている
0.20 ほぼ0
2
人
小さい音でかすか
になる。
0.25 ほぼ0
3
人
音程が少し低いが
変化するが鳴る。
0.27 ほぼ0
4
人
安定して鳴る。 0.30 ほぼ0
電流計の針がかすか
に動く程度。
4人では、低電圧LEDも省電
力モーターも反応しない。もち
ろん豆電球もつかない。
東京書籍 3年 P17 電子オルゴールを鳴らしてみよう。
・金属板(銅板、アルミニウム板)
※一辺15㎝以上あると良い。
・バット(ろ紙をひたす用) ・ろ紙
・電子オルゴール ・みの虫つきクリップ導線
・飽和食塩水(約27%) ※2%食塩水でも
行ったが、あまり変化がなかった。
❶ 右図のように銅板とアルミニウム板、電子オル
ゴールをつなぐ。※電子オルゴールの+極側を銅に
つなぐ。
❷ ろ紙を食塩水にひたし、銅板とアルミニウム板の
上に置く。
❸ 金属板のろ紙の上に手を置く。
3年
粒子
実験
3
金属板(アルミ板、銅板) ろ紙
飽和食塩水
(できるだけ濃い液)
電子オルゴール