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ダニエル電池の実験を行い起電力の測定値が1.0987となりました。
標準電極電位の値から計算すると1.0998となります。
この誤差は気温や溶液の温度によるものと考えてよいのでしょうか。測定の電極電位は温度補正の計算を行っているのでそれ以外の要因があると思うのですが…

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A 回答 (3件)

気温や溶液の温度や濃度による影響ももちろんあります。


標準電極電位はネルンストの式で定義されていて、温度や液体の濃度の影響がそこに示されていますが、液体中の溶存酸素量でも微妙に変わります。
温度が一番影響すると考えられるので、温度の違いが一番だと思います。

また、溶液と金属の相性によっても自然浸漬電位(標準電極電位)は変化します。
ダニエル電池では金属や液体が決まっていますが、その素性というか不純物や濃度等の精度がどの程度なのかや、実験装置=電池のセルの構造でも微妙な変化をみせます。

それだけではなく、電極とした金属の影響もあります。
金属の化学成分の純度や不純物がどれくらいなのかだけではなく、結晶粒度の違いがあるのか、電池の実験をする試験片の表面状態に測定ごとの不均一が無いのかどうかも関係してきます。
鏡面まで仕上げた試験片電極と研磨紙仕上げの試験片電極でも変わります。
表面の研磨のやり方は指導教官によって注目している現象が違っていて、その理由(昔のことなので忘れてしまった)を聞いて面白かった記憶が残っていますね。

鉄鋼系のものならば結晶構造も関係してきますし、その影響を真面目に考えると色々な要因があって、考察に苦労します。

私は学生時代に何百も電極電位の測定を行ったのですが、その測定が私のメインではなくて他の目的、不働態皮膜の堅固さの方を重点においていたので、当時の私は、その程度なら誤差範囲と片付けしまっていたように記憶しています。
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>測定値が1.0987となりました。


>標準電極電位の値から計算すると1.0998となります。

「標準」の方を基準にすれば、その差の相対誤差は
 (1.0987 - 1.0998)/1.0998 = -0.00100018・・・
              ≒ -0.001
              = -0.1%

ということですよ?
「精度が良すぎる」ということです。

そもそも、測定に使った「測定器」の計測精度(通常 ±1% 程度)や、その測定器で測定した値を使った演算結果の精度がどのようになるのか、事前に評価していますか?
一般の実験で「0.1% の精度」で結果が得られたら、逆に「精度が良すぎる」として実験に問題がなかったか、あるいは「再測定してみる」などの対応をとるのがふつうですけどね。
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興味が無い。

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