1.出来るかどうかやってみよう
僕は、今日始めて自分で作った装置で電気分解の実験を行いました。この実験装置は、ほとんど自分の家にあった物で作った為しっかり電気分解するのか心配でしたが、水酸化ナトリウムを2%ぐらい溶かして12Vの電流を流した時ペットボトルの中の銅線から気泡がどんどん発生してきてとてもうれしかったです。40分ほど溜めておいて4分の1ぐらい水素が溜まったところでエンジンに水素を送り込んでエンジンのスターターを引っ張った所「パン」と1,2回鳴っただけでエンジンは、回らなかった。原因が解らなかったが僕は多分水素の量が少なかったんじゃないかなと思いました。
装置の組み立てが完成 | 水素の泡がたくさん出ています |
2回目の実験では、前の時よりも水素の溜める量を増やしてエンジンに水素を送りながらスターターを引いた。なんとエンジンが3秒間ぐらい回り続けました。いっぱい水素を溜めればなんとかエンジンが動きそうです。3回目の実験では、エンジンがどれだけの時間回転するか記録するため、ビデオカメラを設置しました。エンジンのスターターを引いた瞬間水槽の中の水素の気体が爆発して水槽が、粉々に吹き飛びました。爆発した理由は、+側の電極が水槽の底にあった為水溶液の対流により酸素がすいその容器に混入した為だとおもいました。対策として、次に作る実験装置は、酸素と水素が混らないように+極側のコイルを真ん中ぐらいまで上げて実験してみたいと思います。
爆発後の写真 | |
この写真をクリックすると爆発の映像が出ます |
2.より短い時間で水素を発生するには
新しい実験装置を作り、濃度と水素の発生量との関係を調べて見る事にしました。下のグラフは、1リットルのペットボトルに発生した水素が何分間で溜まるのかまとめたものです。
この結果を見て僕が思ったことは、水では電流を流しても全く反応しなかったのに水酸化ナトリウムを1%加えただけでどんどん電気分解して、25分後には1リットルペットボトルに水素が一杯になった。僕は、電気分解をするのに水酸化ナトリウムは、必要不可欠という事が良く分かりました。更に5%の水酸化ナトリウムを加えて実験してみたら中が泡で見えないくらいスゴイ勢いで電気分解していました。
この事から僕は、水酸化ナトリウムの濃度が高いほど電気分解しやすい事が分かりました。
次に水溶液の濃度と内部抵抗の関係について調べてみることにしました。
この結果から僕は、水の時の抵抗は15KΩでとても高かったけど1%水酸化ナトリウムを加えたら一気に20Ωまで下がり水酸化ナトリウムを1%ずつ加えていくと大体半分ぐらいから減っていき3%ぐらいから一定の割合で減っていきました。この事から、前の実験で濃度が高いほど電気分解する時間が速かったのは、水酸化ナトリウムの濃度が高いほど水溶液の中の抵抗が減っていくためだという事が分かった。