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 実験 金属板と

実験
東京書籍 ３年 Ｐ１８
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
啓林館
Ｐ88
Ｐ91
・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・みの虫つきｸﾘｯﾌﾟ導線
・食塩水
ステップ
❶
❷
❸
❹
３
金属板と水溶液を選び電流が
取り出せるか調べる。
２種類
を選ぶ
電子オルゴールや光電池用
モーターをつないでみる。
電圧計をつないで電圧を測る。
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。
金属板の組み合わせや水溶液を変える
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。
ステップ
❻
・アルミニウム板
２枚の金属板を電解質の水
溶液の中に入れる。
ステップ
❺
・うすい塩酸(約１％)
３年
粒子
実験
予備実験には、さらに
調べた結果を表にまとめる
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。
食塩水やうすい
塩酸の濃度はど
れくらいがいい
の？。
・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。
５
％
塩
酸
に
１
分
つ
け
た
。
東京書籍 ３年 Ｐ１８
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
実験
啓林館
Ｐ88
Ｐ91
予備実験データ
【試料となる液体の作り方】
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％)
２％
食塩水
金属
金属
Ｃｕ 起電圧
＋極金属
Ｆｅ 起電圧
＋極金属
Ｚｎ 起電圧
＋極金属
Ａｌ 起電圧
＋極金属
Ｍｇ 起電圧
＋極金属
それぞれ80cm３分
３
３
３
３㎝ の濃塩酸を105㎝ 精製水でうすめる。そのうちビーカーに80㎝ 分入
れる。
【金属の組み合わせと起電圧(Ｖ)、＋極の金属】
Ｃｕ
(銅)
Ｆｅ
(鉄)
0.1
Ｃｕ
オルゴール×
Ｚｎ
(亜鉛)
Ａｌ
Ｍｇ
(アルミニウム) (マグネシウム)
0.7
Ｃｕ
オルゴール□
0.5
Ｃｕ
オルゴール△
1.3
Ｃｕ
オルゴール○
0.6
0.3
Ｆｅ
オルゴール△
Ｆｅ
オルゴール×
1.1
Ｆｅ
オルゴール○
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。
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。
0.6
Ｚｎ
Ａｌ
オルゴール× オルゴール△
0.2
0.8
Ａｌ
オルゴール□
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。
【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。
発光ダイオードはどの金属の組み合わせも光らない。
３年
粒子
実験
３
東京書籍 ３年 Ｐ１８
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
実験
【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
予備実験データ
１％
【金属の組み合わせと起電圧(Ｖ)、＋極の金属】
うすい塩酸
金属
Ｃｕ
(銅)
金属
Ｃｕ 起電圧
＋極金属
Ｆｅ
(鉄)
0.1
Ｃｕ
オルゴール×
Ｆｅ 起電圧
＋極金属
Ｚｎ 起電圧
＋極金属
Ａｌ 起電圧
＋極金属
Ｚｎ
(亜鉛)
３年
粒子
実験
Ａｌ
Ｍｇ
(アルミニウム) (マグネシウム)
0.8
Ｃｕ
オルゴール○
0.6
Ｃｕ
オルゴール△
1.4
Ｃｕ
オルゴール○
0.6
0.4
Ｆｅ
オルゴール□
Ｆｅ
オルゴール×
1.1
Ｆｅ
オルゴール○
0.6
Ｚｎ
Ａｌ
オルゴール× オルゴール△
0.3
を参照
－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。
0.9
Ａｌ
オルゴール○
【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。
Ｍｇ 起電圧
＋極金属
ト ラ イ
いろいろな電池をつくってみよう
←実験Ａ
実験Ｂ→
電圧 0.65Ｖ
電圧 0.55Ｖ
※ダイコン１つ
では、0.35Ｖ
電流 0.2mA
電流 0.2mA
電子オルゴール 電子オルゴー
は不安定だが鳴 ル は、か す か
る。
になる。
備長炭電池の実力
電圧 ０.５Ｖ ※ほぼ12時間変化安定
２４時間後
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。
３
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
こんな導入いかがでしょう。 単１
176円電池
一工夫実験
・10円玉(16枚)
・彫刻刀(丸刀)
・１円玉(16枚)
・レモン(１個)
・ろ紙
・単３を単１にする電池パック
(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。
❹
10円玉の大き
さにろ紙を１５
枚切り取る。
❷
❸
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。
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。
これが１セット
１６セット積み上げ
るとこうなる。
予備実験データ
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。
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。
３年
粒子
実験
３
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 ・みの虫つきｸﾘｯﾌﾟ導線
東京書籍 ３年 Ｐ１７
ろ紙
金属板(アルミ板、銅板)
飽和食塩水
(できるだけ濃い液)
・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
電子オルゴール
３
金属板のろ紙の上に手を置く。
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。
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
【電子オルゴールの鳴り方、電流、電圧の値】
ろ
ん
豆
電
球
も
つ
か
な
い
。
力４
モ人
ーで
タは
ー、
も低
反電
応圧
しＬ
なＥ
いＤ
。も
も省
ち電
３年
粒子
実験
人
数
電子オルゴールの鳴り 電圧(Ｖ)
方
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。