温度の差は？？

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

６４ｇのco2って？？

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

ナス電池

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

カイロは何故発熱するか

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)

どっちが楽？？

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

水は何度で凍るのか

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

硫化水素の性質

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

凹面鏡の性質

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

雲の作り方

皆さん雲はどうやってできるか知っていますか？？
雲は低気圧なので発生した上昇気流で空気が上昇して
気温が露点(空気中にこれ以上の湿気(水分)を含むことができなくなる温度)
に達して空気中のちりなどを凝結核にし水になり
その水が上昇気流でさせられたものです
(あいにく地学は苦手なのでそんなにわかりやすく説明できません、すみません)
さてこの雲なのですが簡単に作ることができます
とりあえず下記を用意してください
1:500mlの炭酸飲料
2:水を入れたなべ
3:線香
とりあえずなべに水を入れてそれを加熱して
水がある程度(70度ぐらいまで)の温度なるのを待つ間に
炭酸飲料を2/3ほどのんで
開いたスペースは線香の煙で満たして
蓋をしておきます
そして温まった水の中にそれを入れてしばらく(といっても20秒ほどでいいですが)
入れておきます
そして容器の蓋を開けると
雲が出来上がります

これは容器内の気圧が上がった
(加熱したことで炭酸飲料から二酸化炭素が出てきてペットボトル内の気圧が上がった)
ために温度が上がり露点が上がっていったために起こったことです
そして蓋を開けたことにより気圧が下がり温度も下がって露点も下がったため
雲ができたわけです
(下手な説明ですみません)
END

気体の発生

一般的に実験室にはいろいろな薬品があるので
それらを混ぜ合わせて気体を発生させることができますが
一般家庭においてそんなにいろいろな薬品があるわけではありません
しかし気体は意外と身近なもので発生するのです
とりあえず下記のものを用意してください
1:過酸化水素水(オキシドールとも呼ばれる、消毒に用いる)
2:水を満たした水槽
3:ペットボトルなどの容器とその蓋(2セット)
4:容器の蓋
4:肉や魚などの動物性食物
とりあえずキャップを下記の様に加工してください
こちらです
一つ残りますがそれはそのままにしておいてください
そして一つの容器は水槽に入れて水槽の水で満たしておいてキャップの片方をつなぎます
さらにもう一つの容器(小さめのほうが良い)に過酸化水素水(多めに入れておいたほうがいいかも)と動物性食物
を入れます
そしてすぐに蓋をしておきますそして水槽のペットボトルに気体が出てくることを確認してください
そして水槽の容器に過酸化水素水の入っているよう気分以上の気体が溜まったらそれをすてて
また集めます(最初に出てくるのは容器中にあった空気なので)
空気なのでそれをすててからまたきゃっぷをして空気を集めます
そしてその容器がいっぱいになったらその容器の栓を水中で閉じますこうしたら水槽から出してください
さてそうしたら火のついた線香を用意しますそして栓をあけてビンの中に入れると
線香が炎を上げて燃えるはずです
このことから発生した気体は酸素であることがわかります
ちなみに化学反応式は
2 H2O2 →　H2O + O2 です
(動物性食物は触媒といってひとりでに進む反応を早めるために用います)
END