１０．２
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　林　正幸

　　　イオンの電気泳動

　高電圧によるイオンの電気泳動に対して危険性が指摘されている。私は以前にろ紙でも
っと低い電圧で実験したことがあった。ただし拡散の影響からあまり明瞭ではなかった記
憶が残っている。そこで今回は水溶液を寒天で固めて試してみることにした。
　電源は電池００６Ｐ（９Ｖ）を２つないし、４つ使うことにした。水溶液には塩橋にも
使う塩化カリウムを採用した。ただし電流が大きいと電圧降下も起こりやすいので、濃度
を０.１ｍｏｌ/Ｌにしたところ、スライドガラス上の寒天を流れる電流が１０ｍＡほどに
なった。これなら並列にして同時に複数の実験ができる。
　もうひとつの工夫は、電気が流れていることを示すために発光ダイオードを直列に入れ
た。これで電気が流れているとき、水溶液部分ではイオンが電流を担っていることが見や
すくなったと思う。イオンの移動はゆっくりしている。これは導線中の自由電子の移動も
ゆっくりしていることを示す。

実験法

（ａ）水素イオン
（１）１００ｍＬビーカーに１ｍｏｌ/Ｌ塩化カリウム水溶液５ｍＬ、２％硝酸アンモニウ
ム水溶液３ｍＬ、ＢＴＢ溶液５ｍＬを入れ、水を加えて約５０ｍＬにする。
（２）これを加熱してゆっくり沸とうさせ、かき混ぜながら寒天０.５ｇを加え、水溶液が
半透明になったら火を止める。
（３）クッキングペーパーの上にスライドガラスを並べておき、それぞれに水溶液をかけ
（ペーパーにこぼれてもよい）、しばらく放置する。
参考：以上のスライドガラス上に寒天をつくる操作は、（ｂ）（ｃ）（ｄ）を含めて分業
　　　して取り組み、グループに分配するとよい。
（４）スライドガラスを白色塩ビ板に図のようにセットする。

　　

（５）電池（００６Ｐ　９Ｖ）２つ（１８Ｖ）と発光ダイオードを直列にして寒天の両端
に電圧をかけ、３ｍｏｌ/Ｌ硫酸を浸み込ませた木綿糸を伸ばして中央に置き、様子を観察
する。
（ｂ）水酸化物イオン

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（１）５０ｍＬビーカーに１ｍｏｌ/Ｌ塩化カリウム水溶液５ｍＬ、フェノールフタレイン
溶液０.５ｍＬを入れ、水を加えて約５０ｍＬにする。
（２）（３）（４）は（ａ）に同じ。
（５）（ａ）と同じように電圧をかけ、３ｍｏｌ/Ｌ水酸化ナトリウム水溶液を浸み込ませ
た木綿糸を伸ばして中央に置き、様子を観察する。
（ｃ）テトラアンミン銅イオン
（１）５０ｍＬビーカーに１ｍｏｌ/Ｌ塩化カリウム水溶液５ｍＬを入れ、水を加えて約
５０ｍＬにする。
（２）（３）（４）は（ａ）に同じ
注意：（ｄ）にも使うので、スライドガラスは２倍準備する。（１）の溶液が不足するな
　　　ら量を増やす。
（５）電池（００６Ｐ　９Ｖ）４つ（３６Ｖ）と発光ダイオードを直列にして寒天の両端
に電圧をかけ、テトラアンミン銅イオンを含む水溶液を浸み込ませた木綿糸を２重にして
中央に置き、様子を観察する。
（ｄ）過マンガン酸イオン
（１）〜（４）は（ｃ）で行う。
（５）（ｃ）と同じように電圧をかけ、０.１ｍｏｌ/Ｌ過マンガン酸カリウム水溶液を浸
み込ませた木綿糸を２重にして中央に置き、様子を観察する。
＜記録＞





＜準備＞
・発光ダイオード　　通常のもの　ソケットを使う
・白色塩ビ板
　厚さ２ｍｍの塩ビ板を、３ｃｍ×１２ｃｍに切断する。
・アルミ箔　　３×１２ｃｍ
・テトラアンミン銅イオンを含む水溶液
　１ｍｏｌ/Ｌ硫酸銅水溶液に濃アンモニア水を加える。

結　果

　（ａ）では、糸から陰極に向けて黄色の帯が拡がっていく。また水の電気分解のため陽
極からは黄色の帯が、陰極からは青色の帯が拡がる。
　（ｂ）では糸から陽極に向けて赤色の帯が拡がる。
　（ｃ）では、糸から陰極に向けて青色の帯が拡がる。そして途中で陰極から陽極に向か
う水酸化物イオンと出会って水酸化銅(U)の細い帯が沈でんする。
　（ｄ）では、細い赤紫色の帯が糸から離れて移動していく（過マンガン酸イオンの濃度
が低いので糸からすべて抜け出す）。

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