電池のエレキテル3

電子が動いて電気が起こる

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電池の原理

＞拡大図
Zn2＋＝亜鉛イオン So42－＝硫酸亜鉛
テキストの化学式では数字､＋－に大小が付けられないため正確には図を参照

ボルタが作った電池の原理はこういう仕組みだ。まず希硫酸溶液を
用意する。これを電解液と呼ぶ。この液に導線で結びあった銅板と
亜鉛板を入れたとき、まず亜鉛原子が電子を２個ずつ亜鉛板に残し
て失いながらプラスの亜鉛イオンとして希硫酸中に放出され、希硫
酸中の硫酸イオンと結合して硫酸亜鉛となる。

一方亜鉛板には亜鉛原子が溶け出した分だけ電子が増え、これが導
線を伝って銅板に移動してくる。そして銅板表面で希硫酸に含まれ
る水素イオン(H+)と結合し水素ガスを発生させて電子を安定させる
ことになる。

すると再び亜鉛イオンが解離し、亜鉛板から電子が銅板に流れ込ん
でくる。こういう化学反応が続けて起こって電子が大量に移動する
ことにより、この電子の流れと反対方向に電流が流れて電気エネル
ギーが生まれるのである。それ故に、上図のように導線の一部に電
球などを接続すると、これが光るわけである。

電子の動きは我々の目に見えない。そこでボルタの電池と同様、金
属のイオン化傾向の違いによる電池の姿を、異なった金属２種類と
フルーツを使った実験で確かめてみることにしたい。

甘酸っぱい味わいで我々を楽しませてくれるフルーツで実験を行う
ことはやや後ろめたい気がする(^^ゞなぜなら、実験に使ったフル
ーツは金属イオンが溶けだしているため、実験後に食べるわけにい
かず捨てるしかないからだ。食べ物を無駄にする分、実験には慎重
にかつ真剣な気持ちで取り組まねばならないだろう(^-^)

下の写真は実験のために準備したものだ(左写真)。この準備写真に
は写っていないのだが、果物だけではなく、酢でも実験をしてみた
(写真右)。たしかにメーターは動いた(^-^) そしてフルーツに銅板
と亜鉛板を差し込んで発光ダイオードをつないぐ実験を次々と行っ
た。こうして実験を重ねてみたのだが、実に楽しい時間だった(^^)

[4]へ続く