• ベストアンサー

水上置換法で気体を集める時メスシリンダーに空気が入っても問題ないのはなぜですか。

高校の化学の実験のレポートで困っています。二また試験管を使い水上置換法でメスシリンダーに二酸化炭素と水素を集めました。 この時、空気がメスシリンダーに入ることになるのですが、発生した気体の体積の測定方法としては特に問題はないと先生はおっしゃっていました。なぜでしょうか。 また、 二また試験官の反応している部分の温度が熱くなっていました。なぜでしょうか。

  • 化学
  • 回答数1
  • ありがとう数3

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
noname#62864
noname#62864
回答No.1

メスシリンダーに入った空気というのは、もともと二また試験管にあったものです。しかし、その空気がなくなった分だけ二酸化炭素が二また試験管に残っているので、メスシリンダーの目盛りを見れば、発生した気体の量はわかります。純粋な二酸化炭素を得るのが目的であれば、空気を追い出すような操作をする必要があるでしょうが、この実験の主旨はそうではありませんよね? 二また試験管の温度が高くなるのは反応熱のせいです。

dramac
質問者

お礼

回答ありがとうございます よく理解できました

関連するQ&A

  • 水上置換法

    炭酸水素ナトリウム0.30gと塩酸4mlを反応させて、気体を水上置換法で集めました。二又試験管からゴム栓・ゴム管・ガラス管を通してメスシリンダーに集めました。 あくまで理論値を出すので、標準状態とし、まずは、二酸化炭素が全く水に溶けないと仮定します。その際、発生した二酸化炭素は、試験管内の空気とゴム管内の空気を押し出してからメスシリンダーに集まることになると思います。そこで質問したいのですが、集まる気体が二酸化炭素ではなく、空気になったとしても発生する二酸化炭素と同じ体積分の空気+二酸化炭素が集まるのでしょうか。圧力や気圧の関係でどう変化するのかがよくわからないので、宜しくお願いします。

  • 化学 実験について

    ふたまた試験管で過酸化水素水と酸化マンガン(IV)を混合させた時、最初にゴム管から出てくるのは試験管やゴム管中にあった大気であり、酸素が出てくるのは反応が始まって暫く経ってからである。しかし今回の実験で水上置換を行う際には反応開始時からメスシリンダーに気体を集め、その体積を測定して良い。 この理由を教えてください。

  • 水上置換法

    高3のものです。 水素を発生させて水上置換法で集めるという実験をしました。 メスシリンダーに水を満タンに入れて手で押さえてバケツの中に入れてひっくり返すという手法でやりましたが、空気が入ってしまったのか、水素を発生させる前からメスシリンダーの1mlあたりに水面がありました。ここで水素を発生させて例えば30mlのところに水面が来たとします。この時、水素の体積は、29mlなのでしょうか?それとも30mlですか? 気体の体積が気体分子が動ける範囲と聞いたので、それを聞いたら30ml分動ける気がする、でも発生した水素の体積は29ml、、?と頭が混乱しています。 アドバイスお願いいたします。

  • 水上置換による分子量の測定実験について

    水上置換による分子量の測定実験について 化学IIの授業で水上置換による分子量の測定実験を行いました これであってますでしょうか 質問 1.なぜ水槽の水面とメスシリンダーの水面を一致させるのか ∴大気圧とメスシリンダー内の圧力を同じにするため 2.捕集した気体の圧力は、なぜ大気圧をそのまま使用できないのか ∴水上置換で集めた気体は水蒸気との混合気体となるため

  • 中学2年の水上置換法の危険

    中学校2年の気体の発生の水上置換法について、質問させてください。 授業で、炭酸水素ナトリウムを加熱して二酸化炭素を発生させるときに、 「水上置換法で集める場合は注意が必要です。火を消す前に水中のガラス管を水から出して火を消します。そうしないとガラス管から水が逆流して試験管を割ることがあるからです。」といわれました。 ガラス管が割れる理由はわかるのですが、(急に冷たい水に冷やされる)なぜ、水が逆流するのかが、わかりません。 火をとめたことで、試験管内の水蒸気が冷やされて、水になって、体積が減ったからかと考えました。 それがあっているとすると、試験管内の体積が減ると、なぜ水が逆流するのかが、頭ではわかるのですが、実際よくわかりません。 宜しくお願いします。

  • 二酸化炭素の置換方

    中学生です。 置換方についての疑問なのですが、二酸化炭素は下方置換でも水上置換でも集めることができるんですよね? このような問題がありました。 【実験】 酸化銅の粉末と炭素の粉末をとり、完全に混合してから試験管に入れ、ガスバーナーに火をつけて十分に加熱した。 問1 この実験で発生する気体の採取方法として、もっともよい方法を(1)~(3)より1つ選び、記号で答えなさい。(発生する気体は熱せられていると考える) (1)上方置換 (2)下方置換 (3)水上置換 学校のテストの問題ですので、次の理科の授業になれば答えがわかるのですが、どうしても気になるので教えてください(><) (「もっともよい方法」と「発生する気体は熱せられていると考える」という部分が少し気になるのですが) 教科書などを見ると(2)の下方置換の図が多いのですが・・・これは、何か関係あるのでしょうか? (私は(3)の水上置換を選んでしまいました^^;;)

  • 中1 理科 気体の集め方

    酸素 二酸化炭素 アンモニア 水素 の気体を発生させましょうという実験をしました 酸素は水に『とけにくい』から 水上置換法で集めましょう と 習いました 二酸化炭素は水に『少しとける』だけだから水上置換法でもいいし 空気と比べると密度は大きいから 下方置換法でも可 と習いました 気体を集めるとき まず水にとけるかとけないか を考えてみるのがポイント! と先生がいいました 酸素は水に とけないのですか?とけにくいのですか? とけにくい と言う事は 少しはとけると言う事ですか? テスト勉強をしていて なんかややこしくなりました 酸素の性質は 水に( )です という問題なら 「とけない」や 「少しとける」と書いては間違いですか?確かに教科書では 「とけにくい」という表現がしてありますが でも とけにくいと 少しとける の差がよくわかりません コップに水と何かの粉末をいれて 混ぜ合わせている時に 「これなかなかとけないよ とけにくいねー」 「んーー でも 少しはとけてるよ」 って会話は成り立つ気がするのですが... 酸素の性質は水に「とけにくい」 二酸化炭素の性質は水に「少しとける」 が正解ですが とけにくい=少しとける 少しとける=とけにくい と考えるのは間違いですか??

  • 化学基礎 マグネシウムリボンと塩酸を反応させる。

    マグネシウムリボンと塩酸を反応させて発生する水素を100ml集めたい。使用する道具は(広口ビン、二股試験管、気体誘導管、試験管ばさみ、5ml注射器、ガラス棒、スライドガラス、メスシリンダー、水槽、マッチ、ガスバーナー) 実験では、7.04cmのマグネシウムリボンと3mlの希塩酸を使用しました。 水上置換法で気体を集めますが、発生した水素は最後まで二股試験管に残ってしまうと思うのです。しかし、実験の結果には影響を与えないのです。どうしてなのでしょうか。水分子のHが気体になるのでしょうか。

  • 理科1 実験 二酸化炭素の発生 炭酸水素ナトリウム

    中1です。理科1の実験について質問があります。 実験内容:二酸化炭素の発生 方法: 1炭酸水素ナトリウム1gを試験管に入れ右図のような装置で加熱する。 2発生する気体を水上置換法で試験管2本に集める。(これを試験官1と試験官2とする) 3気体が出なくなったらガラス管を水から取り出し火を消す。 4加熱した試験管の口についた液体に塩化コバルト紙をつける。 5試験官1の中に火のついた線香を入れ、その様子を観察する。 6試験官2の仲に石灰水を入れその様子を観察する。 7炭酸水素ナトリウムと反応後の白い固体をそれぞれ水に溶かしその様子を観察する。 また、その水溶液にフェノールフタレイン溶液を加えて、変化を観察する。 で、その方法で分かったことを考察に書くのですが、書く内容が 1二酸化炭素の性質 2方法4で生じた液体は何か 3方法7炭酸水素ナトリウム(最初の固体)と加熱後の固体は同じ物質といえるか 4ガラス管を水から取り出してから火を消す理由 を教えていただけないでしょうか。 因みに、4のヒントは「気体を温めると膨張・冷やすと縮む」だそうです。 あと、炭酸水素ナトリウムを加熱分解して出来る 気体の名前 液体の名前 を教えてください。 長々とすみません・・。

  • 上方置換と水上置換

    水素の上方置換について質問させていただきます。 (同じような質問が検索した結果2つありましたが、それらを見た上での質問です。) 水素は気体の中で一番軽いことから、直感的には上方置換であるとするのがある種自然な考え方だと思いますが、調べてみると水上置換の方が確実に集められる(空気などが入らないため)、安全性の問題がある、などといった記述の下、水上置換で集めるのが一般的との記述が多数です。私見では、水上置換でも蒸気圧の関係により多少水蒸気分が含まれると思うのですが、 そこで、 (1)十分に時間をかけた上方置換よりも、(水蒸気を少しは含むかもしれない)水上置換のほうが純度が高いのか (2)1が上方置換だとして、「安全性」と「確実な捕集」では一般的(実験室的)にはどちらのほうが優先されるのか をお聞きしたいと思います。調べてみてもなかなか資料が見つからず困ってしまいました。よろしくお願いいたします。