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はてなキーワード: 陰極とは
なんか色々ごっちゃになってるね。
化学的には物質って電子1個の増減で振る舞いが全然変わるので、
ナトリウムも塩素もイオンと単体はまるで別物で、イオンが単体になったり、単体がイオンになったりするには、けっこうなエネルギーや化学反応する相手が必要になる。
水気がない時の固体の塩はNa+とCl-が交互に並んで引き付け合うような形になってるが、水に溶けると（水和すると）バラバラ。
ところでNaClっていうのはそもそも塩として袋に入ってる状態でも分子ではない。
電子大好きなClが電子を1個拾ってCl-になってて電子大嫌いなNaが電子を1個捨ててNa+になってるから電気的に引き付け合う力で結晶になってるだけで、
どこからどこまで分子という明確な区切りがあるわけじゃない。だから1:1の割合ですよって意味で組成式と呼ぶ。分子式と呼ばない。
水H2Oは共有結合と呼ばれる状態でこれは分子。液体中でも分子の形だが、電気陰性度の差によってHは+っぽくOは-っぽく分極してる極性分子なので、Na+が-っぽいOの部分に囲まれてCl-が+っぽいHの部分に囲まれる。これが溶けるメカニズム。
基本的に極性は似た者同士が溶けるから、極性がほとんどない油は水に溶けない。何なら水分子は自分たち自身の分極があるから、水分子同士ゆるやかに引き付け合ってるので無極性分子が入る隙がない。
食塩水の中でNa+Cl-がナトリウムや塩素としてそれぞれの働きを行わないのは、
Na単体は金属ナトリウムと呼ばれるが、空気中で放っておくと勝手に酸素と反応してしまうから灯油の中で保存するし、
水に投げ込んだらものすごい勢いで反応する。https://www.youtube.com/watch?v=SpoAOzDmndk
原子はとにかく最外殻電子を8個に揃えたがるのでナトリウムのような最外殻電子が1個になってる金属単体はすぐに電子を投げ捨てようとする。つまり反応性が高い。
でも投げ捨てた後のNa+は希望通りに最外殻電子が8個なったので大人しい。元素の中でもトップクラスに電子を投げ捨てたがるやつなので、普通にしてる限りはNa+からNaに戻ろうとすることはない。
NaClを超高温にしてドロドロに溶かした状態で電気分解したりしないと金属ナトリウムには戻らない。
不安定で反応しやすい状態っていうのはその物質自体が持ってるエネルギーが大きい状態で、安定した状態はエネルギーが低い状態なので、
不安定→安定になった反応を逆戻ししようとすると高いエネルギー（超高温とか）と電子を送ってくれる何か（電気分解の場合は陰極が電子を送り込んでくれる）が必要になるので、普通に水の中で煮てる程度じゃどうにもならん。
塩素も第17族のハロゲンと呼ばれる原子で「あと電子が1個あれば最外殻電子が8個で安定なのに……」と欲求不満なので、すぐに電子をどこかから奪ってCl-になろうとする。
Cl-をCl2に変えるのはNaほど大変じゃないけど、塩水を煮てる程度じゃ変わらん。
もちろん塩水をずっと煮続けたら塩の結晶が手に入るが、これは化学反応ではなく、沸点が100℃の水だけ蒸発して、溶ける先がなくなって沸点がずっと高い固体の塩だけ残ったってこと。
食塩水から電気分解で塩素を取り出してるのは気体の塩素ガス（Cl2）でこれは毒性がある（塩素系漂白剤を混ぜるな危険と言われる理由も、塩素ガスを発生させる反応があるから）
しかし塩水に溶けてる塩化物イオンCl-は安定で特に害はない。ハロゲンは電子があと1個あれば最外殻に電子が8個入って安定するのに……と元々電子をとても欲しがっているから陰イオンの状態が一番安定してる。
鈴鹿の信号機柱が折れた原因が犬のおしっこだというNHKのニュースが人気だけど、この報道ちょっと短絡的なんよ。
https://www3.nhk.or.jp/news/html/20210713/k10013135901000.html
地中に尿素が沢山検出された→尿に含まれる塩分のせいで腐食が速く進んだって理路だが、この科捜研の推理、間違いじゃね？普通こういう場合に一番に疑うのは「近くに電話線が埋設されていないか？」って事なのだ。
https://goo.gl/maps/syr4awTVenxKDcHZA
無塗装無被覆の亜鉛メッキ鉄柱だ。
信号を動かすには電気が必要だから電線が引き込まれている。最初期のリレー式信号機はこれだけで良かった。
ところが最近、と言っても30年以上前からはそれだけじゃなくて通信線が必要になっている。国道などの信号機はある程度のグループにまとまって連動して動いている。バラバラだと渋滞を惹き起こし旅行時間（到達時間の行政用語）をいたずらに長くする。
これは最近進んでいる歩道橋の撤去にも絡んでいる。スタンドアロン信号機しかなかった昭和中期では歩行者の安全の為に信号機を設置すると渋滞が酷くなってしまう。その為不便で高価な歩道橋を設置するしかない。しかし年寄りなどの交通弱者には利用が困難でジェイウォークが頻発して結局事故になる。現在のネットワーク化された連携信号機なら赤と青が連続させられるのでいくら設置しても渋滞は悪化しない。
更に最近（と言っても30年前から）では警察署で中央管制が出来るようにしている。
これには多くの利点がある。まず現場まで行かなくても信号パターンをプログラム出来るので柔軟に運用できる。更に大きいのがカーチェイスの抑制だ。市街地でパトカーの制止を聞かずに逃げるとやがて前方の信号は全て赤になる。追尾の警邏パトカーは結構やる気ないような走り方をするがやがて管制室が作り出した渋滞につかまるからそれでいいのである。交差交通の方も赤の全赤にしておけば事故の可能性は更に減る。カーチェイスの事故で警察も悪い、悪くないの論争になる事があるが、警察の肩を持つ余りカーチェイス事故の責任をも全面的に免責するのはこういう理由で間違っている。責任があるから予算を組んでこういうシステムを整備するのである。
矢印信号をデフォルト装備にしておけば災害時に特定地区への進入を阻止する事も可能だ。
この為の通信線は「専用線」を使用し、アナログとデジタルがある。専用線は何も交通信号だけではなく、銀行ATMや企業の支社間、マスコミ企業なども使用していて警察電話などもそうだ。アナログ専用線は要するに専用の電話線である。
https://goo.gl/maps/bdENtmii5Ck6nJ4e6
ボックスへの曲がりが緩いので光ファイバのようだが更新前はアナログだった可能性もある。
電柱に掛かる線というのは高さによって3つに分かれている。
一番上には3本の線が距離をおいて張られている。これは高圧線でそれぞれ3300Vの電圧がある。3つがそれぞれ電圧の波がずれて送電されているので電線間では6600V。触れると危なすぎるので一番上に張られている。
柱上変圧器で家庭で使える100Vに変圧された電気は真ん中の線を流れて家に引き込まれる。これも三相で電線間の電圧は200Vだが家庭の電灯契約ではそのうちの一本100Vだけを使用する。
先ほどのストビューで見ると3つの線群に分けられているのが見えると思う。
となっている。終端装置へは専用線が中継器無しで引き込まれているのが判る。なお、終端装置柱の一番下にあるのは電力メーターだ。警察もちゃんと信号機の電気代を払わなきゃならない。
また、ストビューで見回すとこの交差点周囲の電柱からは電話線が多数地下に引き込まれている事が判る。このアナログ電話線に流れる電気は結構特殊だ。「-48Vの直流電流」なのである。
電話線が-48Vなんて変な電流を使う理由はボルタ電池とめっきの原理が関係している。
異種金属を導線で繋いで電解液中に置いた場合、イオン化傾向が大きい金属の方はイオン化して溶け出し電子が過剰となり、イオン化傾向が小さい方に電子が流れて水素が発生する。
逆に両極に外部から電圧を掛けるとイオン化傾向の差は無視されて陽極の方がイオン化して溶け出し陰極に析出する。これが陽極酸化現象でめっきの仕組みでもある。
アナログ電話では直流電流が必要だが、この直流が+電圧だったらどうなるだろうか？土中で漏電して、その漏電箇所ていうのは要するにめっきの陽極と同じだ。電解液である土中に銅イオンを流し続けて、近くに金属があった場合はそれを銅メッキし続けてしまう。その結果電話線はやがて無くなり断線してしまう。
逆に－電圧にすると周りから金属イオンを漏電箇所に集めて析出させるという形になる。つまり断線しない。
だがこの時近くに鉄で出来た構造物が埋設されていたら？
そう、この鉄構造物はめっきの陽極となってどんどん溶け出し、電話線の漏電箇所に鉄めっきされてしまう。埋設電話線は腐食に強いが、周囲の金属を犠牲にするシステムなのである。
だから埋設金属が早く腐食した場合、電話線の埋設は真っ先に疑われるのである。この電流はほんの微量で構わない。単三電池でも簡易的なめっきは出来るのだから。
だから科捜研は折れた柱周囲を掘り返し鉄分分布を取って変な分布傾斜が無いか調べるべきだったし、土中に電位差が無いか調べるべきだった。それ以前に電話線の埋設が無いか、過去無かったかをNTTに聞くべきだった。何しろ信号自体が電話線（専用線）を使うシステムであるし、その端末装置がある柱は折れた柱の直近なのであるから。更に近くの電柱から電話線が地中に引き込まれているのだから。
2016年に大阪の池田市で街灯が倒れて女児の指が切断されるという事故があり、池田市が「犬の尿が原因」という調査結果を出した事があった。それに寄せる為の調査が行われたという気がしてならない。
一方、NHKは科捜研がそれらの可能性を調べ尽くしたかを確認すべきだった。その上で犬の尿という仮説しか残っていないのならニュースバリューがあった。
犬の尿で倒壊っていうのは面白ニュースだからその説に飛びついてしまったのだろう。仮令誤報でも問題も起きない類のイシューだ。
しかし知的好奇心を途中で放棄してしまっている。犬の尿説で笑ってお仕舞にしたら交通信号の仕組みも個人では馴染みの薄い専用線の事も電話線とめっきの関係も頭に入ってこない。電柱を見てもただの邪魔な風景としか映らないままだ。路上観察の動機を逃しているのだ。
最後に散歩時の犬の放尿について愛犬家に尋ねたりして倫理問題にしてしまい、論拠が不十分である事を視聴者に忘れさせる構成だ。この構成の効果はメディアリテラシーの問題でもあるだろう。
