ボルタ電池について

質問

今ボルタ電池をつくっているのですが、どうしても豆電球がつきません。濃い塩水の中に、アルミと銅の板（幅５cm、長さ１１cmぐらい）を入れて、調べたやり方の通りにやっているのですが、やはり電気が発生しないようです。二つの板の大きさを変えたり、塩水を濃くしたり、必要な電力が小さい電球でやったり試行錯誤しています。もし何か原因があるとすればなんでしょうか？？どうすれば電気が発生するのでしょうか？

回答No.3

htms42 · ベストアンサー

豆電球でやるのであれば希硫酸の方が良いでしょう。
ソーラーモーターを使うと電流が少なくても回ります。
アルミの表面に酸化膜がついているとうまく回りません。
希硫酸を使った場合は酸化膜は関係しないのですが食塩水だと関係します。
新しい銅板よりも古い方がいいです。新しい場合は＃２に書かれているように表面を一度バーナーで加熱してから使うと起電力が出ます。
一度モーターが回り始めてもしばらくしたら止まります。銅板を取り出して空気中に曝すだけでも復活します。
私がやったのも同じような大きさの銅板でした。
ビーカーの中の食塩水に銅板が半分ほど浸かるようにします。モーターが止まったら銅板を取り出して上下を入れ替えます。外に出ていた分が中に入るだけでまた回り始めます。この操作を繰り返すことが出来ます。食塩水に濡れていた部分が外に出て空気に触れるだけで十分酸化されるようです。

食塩水を使ったボルタ電池は銅板の表面の酸化膜が反応するか、食塩水に溶けている酸素が反応するかのどちらかが必要です。ビーカーでやる場合だと液量が少ないので酸素の反応は弱いようです。
亜鉛めっきのバケツと大きな銅板を使ってやっているのを見たことがありますが面積、液量の両方が大きいので長続きするようです。
食塩水の濃度はあまり関係がありません。

過酸化水素を使うというのは溶け込んでいる酸素よりももっとはっきりとした酸化剤としての働きのある物質を用意したということです。
酸素の場合も過酸化水素の場合も銅板はもう反応には関係なくなります。単なる導電体（集電体）になります。
（アルミニウムを使って電池を作るためにはアルミニウムを酸化する酸化剤が必ず必要です。酸化銅も酸素も過酸化水素も全てそのための酸化剤です。ボルタ電池の混乱はその酸化剤を意識しないで使っているというところにあります。食塩水には酸化剤としての働きはありません。）

ダニエル電池をやってみられるのが良いと思います。
長続きします。原理がはっきりとしています。化学式で書いたものとの食い違いもありません。

ボルタの時代には「銅＝Ｃｕ」ではありません。普通にある銅板は表面が酸化されています。ピカッと光った新しい銅板でないといけないなんて考えていないはずです。古い方がよく回るのですからこれが本来のボルタ電池です。
現在でも普通に銅板というときは表面がすこし古くなっていても気にしていません。ピカッと磨いたようにきれいでないと「銅板」という言葉を使ってはいけないとは普通言いません。「Ｃｕ」と書けば「純粋な銅」の意味になります。表面の酸化膜が反応するのであればＣｕＯです。ボルタの時代に表面にＣｕＯが出来ているか出来ていないかの区別はしていなかったはずです。
ボルタ電池についての混乱は「銅＝Ｃｕ」であると考えて
反応式で表そうとしているところにあると思います。

お礼

大変詳しい説明をありがとうございます。やはり豆電球でやるには、食塩水では弱いのですか・・・食塩水で電気がつくということを目標にしているのですが、なかなか難しいのですね・・・。大学の先生も協力してくれているのですが・・・（化学系と全く関係ない先生なので、試行錯誤です）希硫酸でも試してみます。
もし、何か自然の素材で発電できるような仕組みをご存知でしたら是非教えてください。とても参考になりました。

回答No.4

c80s3xxx

根本的な問題として，豆電球はむずかしいです．
なぜなら，そもそも大電流が流れないとまともに光らないからです．
電流が必要ということは，それに見合うだけの反応速度が両電極おこらなくてはいけないのですが，銅電極上でおこる溶存酸素の還元反応は，そもそも酸素濃度が低いので十分な速度でおこるほうが無理があります．こちらの電極の面積を10倍とか，大幅に大きくするのは意味があるかもしれません．あるいは，過酸化水素を加えるとか，キッチンハイターの類も効果があるはずです．
あとは観察の問題．部屋をまっくらにすれば，かすかに光っているのが見えるかもしれません．

回答No.2

ORUKA1951

ボルタの電池ひとつで電球は苦しい。
電池を３個ぐらい直列にしてみてください。
なお、必ず電球の両端の電圧を測定しながら実験すること。

なお、亜鉛の表面は磨くこと。
　銅版はそのままが本来ですが、起電力をあげるためにバーナーで熱して黒い酸化銅の皮膜を作っておくという手はあります。--本来のボルタの電池ではなくなりますが・・
　食塩水に過酸化水素水をすこし加えるのも良い

お礼

回答ありがとうございます。やはり電球となると苦しいですか・・・（泣）光るもので、ボルタ電池でつくようなものはあるのでしょうか？もしご存知なら教えてください。とても参考になりました。ありがとうございます！

回答No.1

miniture_min

配線はチェックしてますか？
テスターでも何でもいいので、回路が導通している事を確認してください。
また、同時にボルタ電池自体の電圧も計ってみてください。

それで殆どの原因がわかるかと思います。