雨のちハレボウズ

こんにちは。

吸熱の気体は。

2016-09-25 17:34:00 | 様々な化学変化


発熱反応。

鉄粉と活性炭と食塩の混合物を封筒に入れ、水を数滴入れる。

その後封筒を閉じてよく振り混ぜ、封筒を開けて数秒待つ。

待っている間に温度計を準備。

このとき温度計は、室温を示しているので、室温を見ておく(ここでは27℃)。

そこまで終わったら温度計を投入!

温度はみるみる上昇。

40℃ぐらい。

袋は次第にあたたかくなる。

カイロみたい。

つまりこれは発熱反応。


なぜ活性炭と食塩を入れたか。

本当は鉄粉と酸素だけで発熱する。

でも滅茶苦茶時間が掛かる。

そこへ活性炭と食塩を入れればびっくり。

発熱が起こるまでの時間が短くなる。

つまり、活性炭と食塩は発熱を促すため、鉄粉を酸化しやすくするための素材。

簡単だろ。






吸熱反応。

ポリエチレンの袋に炭酸水素ナトリウムとクエン酸を入れ、最後に水を数滴入れる。

振り混ぜてさっきと同様、温度を確認。

27℃が9℃に。

なんと下がっている!

つまり吸熱反応。

周りの熱を吸収、だから周りの温度が下がる、だから吸熱。

袋は冷たい。

保冷剤のよう。

ついでに反応時に気体も発生。

これは二酸化炭素。

なぜ発生したかは考えない。


考えるな、考えろ、考えるな。

発熱と吸熱

2016-09-25 15:46:00 | 様々な化学変化

熱を発生する化学変化のことを発熱反応。

例としては、硫黄と鉄の混合物を加熱し、硫化鉄になったとき。

鉄と酸素の混合物を加熱し、酸化鉄になったとき。

このふたつだけ覚えておけば問題ない。



もちろん反対に、熱を吸収する化学変化、吸熱反応もある。

例は色々面倒なので省略。


以上。


実験は台無しにするべからず。

2016-09-25 15:08:00 | 様々な化学変化

酸化銅の粉末と炭素の粉末の混合物を試験管に入れ、フレキシブルスタンドにつかませる。

試験管の口からもうひとつの、石灰水が1/3入った試験管に、ガラス管でつなぐ。

そして、フレキシブルスタンドにつかませた試験管を加熱。

加熱し始めは変化なし、加熱が終わるころになると赤い粒みたいなものが出現。

これはこすると金属光沢がみられた。

赤い、光沢、このことから物質は銅。

石灰水の入った試験管は白くにごった。

石灰水、白い、このことから気体は二酸化炭素が発生。

このふたつの結果から、炭素がなにかをして酸化銅から酸素を奪い、勝手に二酸化炭素になったとわかる。

このことを還元。

酸化と同時に起こる。



------→還元→--------
----↑-----------↓------
2CuO+C→2Cu+CO²
----------↓-------------↑
-------------→酸化→-


これは、わからない奴向けの図解。

空白の関係で---を使用。


だが、簡単だろ、な。


還元される条件は、「空気中の酸素が少ない状態である」こと。

そして還元されるためには、「他の物質から酸素を奪う威力を持つ物質」も必要。

例を挙げておくと、今回の炭素。

あとは、水素、エタノール、砂糖や小麦粉など。


加熱をやめるときには石灰水の入った試験管からガラス管を抜き取るのを忘れずに。

石灰水が逆流してくるからな。

そして混合物の色が変化したら、ピンチコックか目玉クリップにガラス管をつまませる。

また酸素が入ってきて酸化銅になるのを防ぐためな。

そうしないと、台無しになる。

スチールウールはボロッボロ

2016-09-24 18:04:00 | 様々な化学変化

木炭を加熱したとき、質量は減少した。

加熱した木炭を石灰水の入った集気びんの中に入れ、フタをして振ると石灰水が白く残ったので、二酸化炭素が発生したとわかる。

木炭は空気中の酸素と化合してどっかに行っちゃった。

これで、さっきの「質量が減少した」理由がわかるな。

ちなみに酸素と化合して軽くなることを酸化、酸化によってできたものを酸化物。

木炭の主成分は炭素なので、酸化とかを考えてやると化学反応式は
C+O²→CO²

石灰水のやつで、二酸化炭素が発生、とわかっていたから……なんて考えたら簡単なこと。






じゃあ、スチールウール(鉄)を燃やしたらどうなっちゃうか。


Aを鉄、Bを酸素として考えれば簡単。

燃やす前は
質量(A)

でも燃やした後は
質量(A+B)

鉄は酸素と化合しても気体にならない。

だから、スチールウールを燃やすとスチールウールが酸素と化合して、質量が増える。


燃やすと変わるのは質量だけじゃない。


銀色で光沢があり、弾力までをも持ち合わせていたスチールウールは加熱によってぐっちゃぐちゃ。

黒色になるし、光沢なんて微塵もない。それにさわるとぼろぼろ崩れる……。












加熱後、加熱前にそれぞれ薄い塩酸を入れてみる。


加熱前のスチールウールは、においのない気体、水素が発生。

前回のやつでも言ったけど、なぜ水素?というのは考えない。

加熱後のスチールウールは、反応なし。


電流が流れるかどうかもやってみる。

加熱前のスチールウールはもちろん流れる。

が、加熱後のスチールウールは通電性なし!


これまでのみっつぐらいのことから、スチールウールは加熱すると全く違う物質になることがわかる。

わからない奴は、今すぐこのウィンドウを閉じるとこをおすすめする。




加熱すると質量が増えた。ね。

これは「鉄は酸素と化合しても気体にならない。」という、さっきの定義にあてはまる。

実はこれも酸化。

やってないから検討もつかないと思うが、加熱しているとき光と熱を激しく出していた。

だから、酸化の中でも強い酸化、燃焼が起きたといえる。

ちなみにできた物質はもちろん、酸化鉄。


酸化といえば、銅の

2Cu+O²→2CuO

とか、マグネシウムの

2Mg+O²→2MgO

が良い例。





鉄は沸点が高い。

そのため気体になりづらい。

+α、気体になりづらいから、燃えるとき、炎を出しづらい。


ただ、それだけ。




でもスチールウールは、ボンボン燃えた。

なぜか?

酸素にふれる面積が多いから。


スッカスカしてるスチールウールは燃えやすいけど、カッチカチしてる鉄塊なんかは燃えにくいだろ?

それと一緒。


化学反応式にすると

2Fe+O²→2FeO

簡単だろ?

な。



影の薄さNo.1。脱脂綿なんて…。

2016-09-23 19:57:00 | 様々な化学変化


水素と酸素の混合気体をポリエチレンの袋に入れて点火すると、青色だった塩化コバルト紙が赤色になった。


当たり前のことだが、塩化コバルト紙が赤色になったということは、水が発生したということ。


「じゃあ、化学反応式を言って。」

こうなると「?」な人が多い。


上記のことを理解しているのならば簡単なのだが、

2H²+O²→2H²O

という何ともシンプルな式になる。


はい、それだけ。





ひとつ目の試験管に、よく混ぜた鉄粉と硫黄の粉末を1/4ほど入れ、残りの3/4をふたつ目の試験管に入れる。

ひとつ目の試験管は一旦放置。

ふたつ目の試験管は口を脱脂綿でふさいで加熱。

さあどうなる?






答えは簡単。

黒色の物質、硫化鉄ができる。

こうなっちゃうと、もう鉄の性質はない。

磁石に近づけようが電気を通そうとしようが、反応はなし。

加熱前は抹茶色の粉末だったのに、加熱後は灰色だし個体。

でも、塩酸、又は希塩酸を入れてみるとひとつ目の試験管もふたつ目の試験管も気体が発生。

何?


これは知ってる人がごくわずか。



ひとつ目の試験管の物質を塩酸に入れると、鉄粉が反応し、無臭の気体、水素が発生。

この辺は、なぜ水素が発生したかなんて考える必要はない。

そんなところで頭を使っても無駄。


ふたつ目の試験管の物質を塩酸に入れると、温泉でよくある、あのにおいがした。

腐卵臭という卵の腐ったようなにおいだ。

この物質は硫化水素。

大変危険な物質で、有毒、空気より重い、といった性質がある。

もちろん深く吸い込んでは危険。

というか、この気体が発生した時点で、すでに危険。

自主的に発生させたわけではないのなら、「空気より重い」性質なので高所や風上に行くことがよい。


この時点でもう、「硫黄と鉄の混合物は加熱すると全く違う性質を持つ物質になる」ということが、さすがの馬鹿でもわかる。

粉だったものが個体になった!
ということからも、硫黄と鉄の混合物を加熱すると硫黄と鉄がくっついた、結びついたということもわかる。

つまり、化合した。


それがわかれば、特に問題ない。


ここからはわからなくても恥ずかしくない。

「馬鹿にすんな!」なんて張り切らなくていいよ。






この、化合を、化学反応式に表す。



ほら、張り切ったのが裏目になった、馬鹿が。





ちょろい!という奴には本当にちょろい問題のはず。

鉄(鉄粉)はFe、硫黄はS。なので


Fe+S→FeS


これだけ。


決してコロンブスの卵状態にならないように。



しかし、これで硫化鉄博士になった気分を味わうにはまだ早い。





Q.

ふたつ目の試験管を加熱しているとき、途中で加熱をやめました。その後、加熱しているときに見られた赤い部分は加熱をやめた後でも消えなかった。理由を答えなさい。


馬鹿A.

加熱したときの余熱で燃えてたんじゃね。



何言ってんの?


鉄と硫黄が反応するときに熱が発生してその熱によって反応が次々進むカイロと同じような原理だからだよバーッカ!!


正解した人は筆者を呪うなり炙るなり自由にしてください。



じゃあ次。







Q.

わざわざ、加熱をするふたつ目の試験管は脱脂綿で口をふさぐという作業をした理由を答えやがれ。


一般A.

(自信満々に)加熱中に硫黄と鉄の混合物がバッコーンなってgo out
しないためです!!




はい、残念でした〜



鉄と硫黄の混合物を加熱すると、もちろん気体が発生するわけ。硫黄の。

その気体が空気中の酸素にぶつかると驚異的!

強烈なにおいを放つ二酸化硫黄なんて物質ができちゃった!

うわあ、試験管の口ふさいでおけばよかった…………。


わかったな?







はい、ここまで理解した君は硫化鉄博士。


知人や同級生にクイズ形式にして知識を自慢しよう。



人生なんてそんなもん。