コイン型リチウム電池とろ紙を用いたマイクロスケール電解

目的:
水や塩化銅の電気分解を学習する際に有効である。

対象:
中学校　第２・３学年
高等学校

カテゴリー:
化学
マイクロスケール実験

＜水の電気分解＞
作り方:
必要な部品は以下の通り（ Fig.1参照）
(1): 通電モニター(LED) 　　 …1 (Fig.2参照)
(2): 電流制御器(CRD (E-103)) …1 (Fig.3参照)
(3): コイン型リチウム電池 (CR2032) …2 個
(4): 環状ろ紙 (1.0M Na2SO4 水溶液で濡らしたもの) …3枚
(5): pH-試験紙 (ろ紙(4)の穴のサイズに合わせたもの) …3 枚
(6):白金泊 (thickness: 0.02mm) …1 枚
(7): 目玉クリップ …1 個







通電モニター(LED)の構造は Fig.2に、電流制御器の構造はFig.3に示す。
ろ紙と万能試験紙は、パンチで打ち抜き、Fig.4のように組み合わせる。




使い方:
準備された部品は、Fig.5のように重ね、金属製のクリップではさむと、回路が形成されて電気分解が開始する。

結果:
代表的な実験結果を Fig.7に示す (電解時間：3分)


＜塩化銅の電解＞
作り方:
使用する部品は以下の通り;
(1): 通電モニター(LED) 　　 …1 (Fig.2参照)
(2): コイン型リチウム電池 (CR2032) …2 個
(3): 環状ろ紙 (1.0M CuCl2 水溶液で濡らしたもの) …3枚
(4): pH-試験紙 (ろ紙(3)の穴のサイズに合わせたもの) …3 枚
(5):白金泊 (thickness: 0.02mm) …1 枚
(6): 目玉クリップ …1 個

使い方:
準備された部品は、Fig.8のように重ねる。



結果:
代表的な実験結果を Fig.９に示す (電解時間：3分)


(a): カソード上に析出した銅 (b) :アノードで発生した塩素で漂白された赤イン



REFERENCES(文献)
Masahiro Kamata. and Seiko Yajima, “Microscale Electrolysis Using Coin-Type Lithium Batteries and Filter Paper”, CHEMICAL EDUCATION, 90, pp.228-231, 2013