※このページは個人的な趣味によって書かれており、著者は全ての内容について、いかなる責任も負いません。
このページは、物理や化学反応を活用した電子工作です。
レトロの電子化学工作
１．炭素棒を使った電子工作
（１）アーク灯（予備実験・その１）
（２）アーク灯（予備実験・その２）
２．電気メッキ
（１）
３．電池
４．水素発生装置を使った電子工作
５．酸素発生装置を使った電子工作
６．オゾン発生装置を使った電子工作
参考にされる場合は、自己責任でお願いします。
私は化学の専門家ではありませんし、趣味で化学に興味があるわけでもないので、内容は小中学校の理科の実験レベルの
ものですが、一部に劇薬や毒薬を扱う内容が含まれています。
実験には危険を伴う可能性があります。また、廃液の扱いにも注意してください。
最も身近な電池というと、単一から単五のマンガン乾電池ですが、古くなって使えなくなったマンガン電池を解体すると、
いろいろ有益なものを取り出す事ができます。
例えば、小学生の頃の理科の実験で誰でも経験があると思いますが、電池を包んでいる亜鉛（Ｚｎ）は、希塩酸と反応
させて水素の発生に使えますし、黒い粉末（二酸化マンガンと炭素）は薄い過酸化水素水と反応させて、酸素の発生に
使えます。
但し、電池の二酸化マンガンは炭素が入っているので、小学校の教科書に出てくる塩素酸カリウムを使った酸素の
発生には使えません。（塩素酸カリウムは爆薬なので、このような不純物が多いものを使うと爆発します）。
電池の心（炭素棒）は、昔レトロなアーク灯や、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等の電解液の電極にしたりできます。
二酸化マンガンを包んでいる白い粉（塩化アンモニウム）は、使い道がないので、捨てるしかないようです。
アルカリ乾電池（電解液が劇薬の水酸化カリウム）や、鉛蓄電池（電解液が劇薬の希硫酸）、その他、水銀電池、
リチウムイオン電池、ニッケルカドミウム電池等、名称からして危険な電池が多いので、
マンガン乾電池以外は、危険なので絶対に分解しないで下さい。
この作業をすると、部屋や服が激しく汚れます。
濡れ雑巾や新聞紙を用意し、汚れてもいい環境と服装で作業して下さい。
乾電池の炭素棒は、いろいろと便利な使い方ができます
昭和の昔は、単一より大きなサイズのマンガン乾電池も一般的でした
（例えば、昔の平３マンガン乾電池を分解すれば、大型の炭素棒を取り出す事ができます）
こういう薬品を用意しておくと、いろいろと面白い使い方ができます。
これらは何れも劇薬なので、趣味の工作では取り扱い、及び入手が難しいかも知れません
電池から取り出した亜鉛は、亜鉛メッキや、水素の発生（亜鉛でなくてもいいのですが）に使えます
ｐＨ測定器
マイコンメータにつなぐだけで、ｐＨの測定ができる便利なもので、比較的容易に入手できます
但し、保存液に浸して保存する必要がありますし、ｐＨの基準液による調整が必要になりますし、保存はやっかいです
忘れて何ヶ月も放置してしまうと、保存液が蒸発してこんな状態になってしまいます
この類のものは、安くても数千円以上はするので、保存には特に注意が必要です
単三マンガン乾電池の炭素棒に１０アンペアの電流を流したイメージ
（蓑虫のビニールのカバーは実験前に外しておかないと、カバーがすぐに溶けてしまいます）
この実験には、数十アンペア程度の直流定電圧定電流電源器と、充分な容量の配線（数十アンペア用のコード）が必要です。
写真は、一般的な７アンペアコード（０．７５［ｓｑ］）、１ｍｍスズメッキ線を使って、炭素棒に１０アンペア程度の
電流を流したものですが、炭素棒との接触抵抗で、数秒でスズメッキ線の付近が燃え出してしまいました。
このクラスの直流コードはホームセンターでも普通に入手できますが、経験的には２０アンペア程度も流すと、ほんの数秒で
コードが加熱してビニール被覆が溶けてしまいますし、思わぬ事故が発生する事があるので、充分な注意が必要です。
クロメル・アルメル熱電対
この実験では使用しませんが、クロメル・アルメル型の熱電対が秋月電子で５００円程度で購入できるので、用意しておくと
便利です。この熱電対は、－２００°Ｃ ～＋１２５０°Ｃまでの広範囲の温度の測定が可能なので実験には最適です。
熱電対というと、昔は氷水で作った冷接点を使っていたのですが、現在は、半導体温度センサーで自動補正ができますし、
安価なテスター（私のテスターもそうですが）、熱電対をテスターにつなぐだけで温度測定ができるものも多いようです。
表示部は単なる電圧計なので、ＰＩＣと半導体温度センサーをつないで作ってもいいかも知れません。
端子の接触抵抗
私の安価な低抵抗メータでの測定値なので、数値はあまり参考にはなりません。
バナナチップ端子（図の①）は便利ですが、陸式ターミナル（図の④）との接触抵抗は、実測してみると、１０～２５ｍΩと
桁違いに大きく、数アンペア程度の用途にしか使えそうもありません。
１０アンペアを越えるような用途では、接触抵抗で加熱する危険があります。
（この端子は線径が細く、大電流のコードが取り付けられるような構造にはなっていませんが）
昭和レトロな（明治レトロな？）アーク灯を作ってみました。
こういうレトロな明かりには、半分美術系の人間として、前々から興味はあったのですが、さすがにこんな時代の実物は見た事が
ないので、何か考え違いをしているかも知れません。
サンプルは、上記の単一電池の炭素棒２本を、金具で固定しただけのものです。
一方の炭素棒の先端は、ナイフで削ってとがらせて、もう一方の炭素棒に軽く触れさせています。
手持ちに１７アンペアコード（２．０ｓｑ）しかありませんでしたし、炭素棒やコードが燃え出しても困るので、上限は２０アンペアに
設定しています。
電圧の上限を直流２０ボルトに設定して、電流をゼロから徐々に２０アンペアまで上げていくと、数秒で炭素棒の先端が赤くなり、
一瞬、白く明るい光り方をして、すぐに消えてしまいました。
実験中は、炭素棒が加熱して、液体の泡や白い煙が激しく出ますし、部屋にはパラフィンのような頭痛を誘う臭いが充満しますし、
これ以上、実験を続けるのは、無防備な仮実験では危なそうなので、実験は一時中断です。
実用的なアーク灯の完成までには、もう少し予備実験が必要なようです。
アーク灯は目に有害な紫外線を大量に発生します。ＵＶカットの濃いサングラスをして、光りを直視しないで下さい。
作成したイメージ
左側の炭素棒の金具の下が濡れているのは、通電で炭素棒からにじみ出てきた液体の跡です。
点灯したイメージ （直流２０アンペアの時）
直流２０アンペアの時の実測値（炭素棒を加熱している時の値）
※注）写真は、４２アンペアコード（８[ｓｑ]）をつないで５０アンペアでテストした時のものです
放電時の実験値は、一瞬のため測定できませんでした。
炭素棒は、しっかりした金具で接続する必要があります。単にスズメッキ線でつないだりすると、スズメッキ線と炭素棒との
接触抵抗（図のＡ）のほうが大きくなって、エネルギーの大半は、（図のＡ）の部分で消費されてしまいます。
スズメッキ線が燃えてしまって、実験になりません。
電気メッキというと、一般的には劇薬や毒薬を使用する事が多いので、入手や、保管、廃液の処理に困る事が多い
のですが、工作物の腐食性向上や装飾的な観点からは、なかなか魅力的なものがあります。
私は、昭和の昔は、硫酸銅と希硫酸を使って、趣味の美術工作物に電気メッキ（銅メッキ）をしたりもしていたのですが、
簡易的には、電解液（強酸）とメッキする金属があれば、私のような全くの素人でも、仕上がりもきれいに電気メッキ
する事ができるようです。
硫酸銅 きれいな青色の試薬です
硫酸銅と硫酸（いずれも劇薬ですが）程度を用意すれば、あとは簡単な電源装置で、
仕上がりのきれいな銅メッキができます
廃液は公共の下水道に流したりすると罰せられます
廃液業者に依頼するか、条例に基づいた廃液処理のノウハウが必須です
サンハヤトのエッチング装置 ※蓋やヒーター、エアポンプ、温度計をはずしたイメージ
サンハヤトのエッチング装置は、価格が１万円以下で購入できますし、ヒーターやエアポンプをはずしてしまえば、
電気メッキ層としても使えそうです。
この装置は、大型のプリント基板を何枚も作っていた頃は良かったのですが、小型のプリント基板の試作程度では、
あと片付けの手間がかかりすぎて、使う事もなくなっていたので、他に使い道があればいい感じです。
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