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化学電池の不思議体験

理科で遊ぼう会

ーーー木炭で電池をつくってみようーーー

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1 電気を作り出す(発電)

水力発電所

火力発電所

風力発電所

原子力発電所

太陽光発電

(化学)電池

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2 電気を作るしくみと特徴

①発電機を回して作る    

水力・火力・風力・地熱・原子力発電など  (大規模発電)

②太陽光のエネルギーを利用して作る    

太陽光パネル          (今、急激に利用が進んでいる)

③化学変化を利用して作る    

燃料電池・蓄電池・乾電池など     (持ち運びが容易)    

④こすり合わせて作る    

静電気・雷など            (実用化は難しい)

小型発電機                    (自転車など)          

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��3 電池にはどんなものがありますか?

乾電池

使い捨ての電池(1.5V、9Vなど)

蓄電池

充電して繰り返し使う電池

(1.5V、12Vなど)

燃料電池

燃料(水素などと空気)と金属触媒で発電する電池

汚染ガスが出ず。水が出る=>環境に良い

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実験1) 木炭電池�(乾電池型) 

  •  木炭 3本
  •  キッチンペーパー 3枚
  •  アルミニウムはく 3枚
  •  メダマクリップ 6個
  •  食塩水(紙皿に用意する) 1皿
  •  電子オルゴール、モーター、LED 1セット
  •  テスター (直流電圧計)1個

(1) 準備するもの

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①キッチンペーパーで木炭を巻く。片方だけ木炭が紙の外に出るように。ピタッと木炭に巻く。

キッチンペーパーに食塩水をしみこませる

木炭に触れないようにキッチンペーパーの上にアルミニューム箔をピタッと巻く

③キッチンペーパーとアルミニウム箔と木炭に密着させるようにする。

(2) 制作手順

アルミニューム箔

キッチンペーパー

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(3) 操作手順①

 木炭電池1個の電圧を計ろう

木炭

キッチンペーパー(食塩水含む)

アルミホイル

テスター(直流電圧計)

2種類の導体

電解質溶液

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電子オルゴール

モーター

LED

(4) 操作手順②

木炭電池1個でLED、オルゴール、モーターは作動するでしょうか?

モーター

木炭電池

♪♪♪

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(5) 操作手順③

 木炭電池2個、3個直列につなぐと?

2個の直列つなぎ

3個の直列つなぎ

電圧は?

各電気機器は?

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実験2)電気分解充電型電池を作ろう�(蓄電池型)

水の電気分解 

溶液中に発生したイオンが発生源となって発電 

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1 木炭を電極とする

  • 次に示すように、2段階に分けて実験をします

①水を電気分解して水酸化物イオンと水素イオンを水溶液の中にためる

②水溶液にある水酸化物イオン、水素イオンを使って、電気が発生するか調べる。

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  • 木炭 2本  ・・・電極
  • ビーカー
  • 紙おむつの紙綿を水に浸したもの・・・電解質溶液

注)綿は高吸水性高分子(ポリアクリル酸ナトリウム)を含む

・ BTB液

  • 充電に使う電源
  • LED、電子オルゴール、モーターセット
  • テスター(直流電圧計)

2 準備するもの

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3 水を電気分解し、イオンを作る

  発生する気体は何か考えよう

炭素棒

(木炭)

紙綿を溶かした水溶液

炭素棒のまわりにBTB液をしみこませた

綿棒を近づける。

10分間

電源

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4 水の電気分解中・終了後にチェックしておきたいこと。

① +極、-極の炭素棒のまわりのBTB液の色はどうなったかな?

② +極、-極の炭素棒の表面に何か変化がみられたかな?

③ 電気分解を始めてから10分後、配線を外し、

  直流電圧計で電圧を計って下さい。

BTB液  

中性 緑色  

酸性 黄色  

アルカリ性 青色  

直流電圧計

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電子オルゴール

モーター

5 作った「簡単充電電池」を使って、

  モーター、電子オルゴール、LEDを働かせよう

♪♪♪

LED

それぞれ電気器具を

使った時の、電圧の変化も調べよう。

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まとめ

木炭を使った二種類の電池;

 乾電池型の電池

 電気分解充電型の電池

を作って、

気がついた事、新たに分かった事を

発表しよう。