おたくな実験集

おたくで実験好きな御宅菜プロ太の
ブログです
(内容は信用ならないかも・・・)
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温度の差は??

2008-06-01 17:08:55 | 実験など
とりあえず、下記のものを用意してください
1:サンポール
2:未使用の石灰系乾燥剤
3:常温の水(同量のもの二つ)
4:温度計
まず、石灰乾燥剤をニ等分します。なるべく早く、作業をやってください
そしてサンポールを同様にニ等分します
そして、水のうち一つに温度計を差し
サンポールと乾燥剤を同時に一つづつ入れます
発熱するので気をつけてください
さて、そして、反応が終わったときの温度を読んでおいて、次の実験に移ります
今回は、乾燥剤を水に入れて、サンポールをあとに入れます
同じようにして温度を読むと同じぐらいになっているはずです。
これはヘスの法則と呼ばれるもので、
どのような経路をたどろうが、最初のものと、最後のものが一緒ならば発生するエネルギーは一緒であると言ったものです
化学反応式としては
前者は
CaO(乾燥剤) + H2O(サンポールに含まれている水)→Ca(OH)2
Ca(OH)2 + 2HCl(サンポールの主成分)→2 H2O + CaCl2
後者は
CaO(乾燥剤) + H2O(前からあった水)→Ca(OH)2
Ca(OH)2 + 2HCl(サンポールの主成分)→2 H2O + CaCl2
となるので、この法則が成り立つのです
そのほか、水酸化ナトリウム+塩酸などでもOKです
END
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塩酸+銅で??

2008-05-10 09:48:55 | Weblog
小学校で塩酸+金属で水素が発生すると習いましたが実際はそうではありません
とりあえず反応式としては(金属は鉄とします)
2 HCl + Fe → H2 + FeCl2となります
もっと詳しく書くと
2 H+ と 2 Cl- と Fe → H2 と Fe2+ と2Cl-となります
これを見ると、水素は電子を受けて電気的に中性な物質に戻り
鉄は電子を放出してイオンになっています

このように、イオンになる物質が変わるには、前からある物質のイオンより
後から来た物質の方がイオンになりやすくないといけません
イオンになりやすい順番は

となります
上に書いてあるように覚えます
さて、上の表で鉄は水素よりイオンになりやすいことが分かります
なので、水素が発生します
しかし、銅、水銀、銀、白金、金を入れても反応しないことも分かります
なので、塩酸+金属で水素が発生するとは限りません

ちなみに、実験室では水素を塩酸+マグネシウム or 亜鉛で発生させます
これは保存が容易でイオンになりやすいからです
END
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64gのco2って??

2008-05-03 16:43:50 | 実験など
前「レジ袋要りませんというだけで64gのCO2が削減できる」とありました
具体的に64gはどれぐらいなのでしょうか??
簡単なことです
元素量はC=12,O=16なのでその化合物のCO2の元素量(=モル質量)
=12+16*2となるので44となります
この解の44とは一モル辺りの二酸化炭素の量のことです
さて、では64gは何モルなのでしょう??
1モル辺り44gなので64/44で1.45454545・・・となるのでおよそ1.5モルとなります
標準状態(二十度一気圧)で気体の物質の、標準状態での一モルは22.4lなので
22.4*1.5で33.6となります
つまり64gのCO2は33.6lとなります
といっても33.6lといわれてもわかりにくいですよね
目安としては灯油缶一本が18lなので二本弱ぐらいです
意外と少ないですね
END
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ナス電池

2008-04-30 19:04:35 | 実験など
CMで「ナトリウムと硫黄でナス(NaS)」といっているものがありますが
化学式NaSだと非常に不安定な物質になってしまいます
前々回言った電子配置を元に計算すると
Na=11,S=16なので
Na=2-8-1 , S=2-8-6となります
こう考えると硫黄は二つの電子を必要としています
なので二つのナトリウム原子から一つずつ電子をもらって
Na2Sとなります
END
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カイロは何故発熱するか

2008-04-26 08:09:56 | 実験など
カイロは鉄が酸化するときに発生する熱を用いています
しかしなぜ発熱するのでしょう??簡単なことです
全ての物質には多かれ少なかれエネルギー(たぶん化学エネルギー)を持っています
それでその化学エネルギーが少ないほうが物質として安定します
(それ以外にも電子配置で安定する場合があります)
正確な数値はわかりませんが少なくとも酸化鉄の持っているエネルギーよりも
鉄の持っているエネルギーのほうが多いので鉄が酸化鉄になるときに
その分の化学エネルギーの差が熱エネルギーに変わるのです
(イメージ図)
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塩化ナトリウムについて

2008-04-20 11:49:08 | Weblog
塩化ナトリウムは電解質なのでNa+とCl-に分かれます(電離するという)
しかし何故わざわざイオンになるのでしょう??
簡単なことです下記を見てください

前原子は電子と原子核でできていて原子核が+の電荷を電子が-の電荷を持って居るといいました
それで電子についてなのですがでたらめに原子核の周りを回っているのではなく
軌道上を回っているのです
その軌道を内側からK,L,M,N・・・核と呼んでいて
K,L,M・・・にnを1,2,3・・・と対応させると
最大で2n^2この電子が入ります
なので2,8,18,32・・・個の電子が入る計算になります
そしてこの電子配置にも安定、不安定があって
希ガスのようにもっとも外側の電子軌道上にある電子が8つ(Heは2つ)のばあい
電子配置的に安定するのです
それと、物質の原子番号=陽子(原子核を作っている材料で正の電荷を持つ)数=電子数なので
塩化ナトリウムの成分の塩素とナトリウムの
元素量はそれぞれ17,11になります
これを原子のモデルにすると
このリンク先の図
となります
これを見ると塩素の外側の電子軌道に電子をあと一つ加えれば電子配置的に安定しますしナトリウムの一番外側の電子を一つ取ればこっちも安定します
なので安定するため塩素は電子をナトリウムから受け取り
ナトリウムは塩素に電子を送るのです
END
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どっちが楽??

2008-04-19 09:07:40 | 実験など
早速ですが実験します
下記を用意してください
1:紐
2:おもり
まず紐をY字に加工します
そしてそのY字の一端におもりを吊り下げます(図参照)

ここからが実験です
まずA,B両方持って持ち上げます
その手ごたえを覚えておいて
Aを右手、Bを左手に持ちかえて左右に引っ張ります
両方とも重りが上がりますがどっちが楽に上がりましたか??
ほとんど前者だと思います
何故でしょう??理由がありますとりあえず図を見てください

左の図は最初にやった実験です
いうまでもありませんがおもりの重力以上の力をかけないと持ち上がりません
仮におもりの質量が500gとするとそれにかかる重力はおよそ5N(1N≒100g重)なので
5N以上の力で持ち上がります

しかし問題は右の図です
おもりを吊り下げているC点にはおもりに働く重力がかかっています
(厳密にはおもり+紐の重さですが紐の重さは無いものとします)
このとき静止しているのですからおもりにかかる重力と同じ大きさの力が
C点に働いています
その働く力を現したのがCAです
(ここでは力の作用点、向きを表すのでCAはCからAに力がかかっているのです)
そしてここでは仮定としてAB平行DC,BC平行ADとします
すると四角形ABCDは平行四辺形になります
ここで分合力の説明に入ります
分合力では
合力の場合二つの力を二辺とする平行四辺形の対角線を
分力の場合かかる力を対角線とする平行四辺形の二辺を
力とすればよく
図のような場合力は紐の線上に働くので
少なくともBC上にあるかBCを含んでいるのです
また平行四辺形なので向かい合う平行な辺を書きます
するとさっきの図のようになるのです

その図で分力された力はBC,DCです
図の角度だとわかりにくいですが
一応ACよりBC,DCのほうが長くなります
なのでこのようなことになるのです
END
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水は何度で凍るのか

2008-04-12 17:00:24 | 実験など
水は何度で凍るでしょうか??
言うまでもないですよね0度です
しかし少し変な現象が起きます
下記の実験をしてみてください
用意するものは
1:蒸留水
2:コップ
3:冷蔵庫の切り替え室
です
まず切り替え室の設定温度を-3度ぐらいにしておきます
そして水をコップに入れ、切り替え室に入れて
なるべく開けずに一晩ぐらい待ちます
比較のため冷凍庫にも水を入れておくと良いでしょう
さて結果としては
冷凍庫に入れた水は凍り、切り替え室に入れた水は凍っていません
しかし、切り替え室に入れた水をたたいてみると
一気に凍りだすはずです
これは過冷却現象を利用した実験です
普通凝固点に達すると物質は凍りますが
それは振動などの刺激がある場合です
刺激が無くても有る程度まで冷やせば凍るので
冷凍庫の氷は凍りますが
-3度ぐらいだと刺激が無いと凍りません
なのでこのような現象が起こります
END
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硫化水素の性質

2008-04-10 19:51:18 | 実験など
最近硫化水素で自殺してしまう人が居るようです
よく分かりませんが練炭で発生する一酸化炭素よりラクに死ねるとかで
広がっているようです
(自殺は法的にも、道徳的にも禁止されています)
ところでそんな硫化水素の性質はどういったものなのでしょうか??
調べてみると
1:腐卵臭(卵のにおい)を持つ
2:水に溶けやすい
3:有毒
4:燃焼すると二酸化硫黄と水になる
5:実験室では硫化鉄(磁黄鉄鉱)に塩酸を加えて発生させる
と言ったものがあります
この硫化水素は電解質(水に溶かすとイオンになる)で
H+ と SH-(水硫化物イオン)になります
こう考えると電気分解できそうですね
END
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凹面鏡の性質

2008-04-02 10:21:20 | 実験など
よく晴れた日に虫眼鏡を使って黒い紙を燃やすことができるのは
皆さんも良くご存知の通りです
ではオリンピックの聖火の採火式を思い浮かべてみてください
あれは金属のボールみたいなのに木を入れてつけていますよね

前某番組の実験を解説したときにも言いましたが
凹面鏡には焦点があるのです
焦点というのは光軸に平行な光が
鏡(レンズ)に反射(屈折)して光が集まる点のことです
つまり凹面鏡はある一点に光を集めることができるのです
また虫眼鏡に使われる凸レンズも同じように焦点があるので
光を集めて火をつけることができます

よく晴れた日に金属製のボールを用いて
紙を燃やしてみてください
たぶん燃えます
END
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