• ベストアンサー

状態方程式を用いた分子量測定について

状態方程式を用いてシクロヘキサンの分子量を求める実験についてなんですが 最初に乾いたフラスコ、輪ゴム、アルミ箔の質量を測定し その後、フラスコにシクロヘキサンをいれるのですが このときにシクロヘキサンの質量を測らなくてもよいのはなぜですか?

  • 16345
  • お礼率100% (1/1)
  • 化学
  • 回答数1
  • ありがとう数12

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • gohtraw
  • ベストアンサー率54% (1630/2966)
回答No.1

 多分、フラスコに入れたシクロヘキサンを気化させてフラスコ内部をシクロヘキサンの蒸気で満たし、温度、圧力、およびシクロヘキサンの蒸気の質量から状態方程式により分子量を求める実験だと思います。シクロヘキサンを気化させた後はフラスコごと質量を測っていますよね?  初めにフラスコに入れるシクロヘキサンが気化するとフラスコの容積よりもかなり大きな体積になる(逆にいえばそのくらい過剰量を入れなければフラスコ内がシクロヘキサンの蒸気で満たされない)ので、気化したシクロヘキサンはかなりの部分がフラスコの外に逃げてしまいます。従って、初めに入れたシクロヘキサンの質量を測ってもあまり意味はなく、大事なのはフラスコの内部を気化した状態で満たすシクロヘキサンの質量はどれだけかということです。

16345
質問者

お礼

遅くなってすいませんm(__)m ありがとうございました やっと実験の大事な部分が理解できました

関連するQ&A

  • 気体の状態方程式を用いた分子量の測定を行いました。

    気体の状態方程式を用いた分子量の測定を行いました。(シクロヘキサン[C6H12]の分子量を求めました) 実験方法 (1)シリコーンゴム栓に温度計を差し込み、丸底フラスコに取り付けて全質量をはかる (2)丸底フラスコにシクロヘキサンを駒込ピペットを用いて入れ、再度シリコーンゴム栓を取り付ける (3)ゴム栓下端に印をつける (4)90度の熱水の入ったウォーターバスにフラスコを入れ、スタンドで固定 (5)シクロヘキサンが完全に蒸発した事を確認したあと、フラスコ内の温度がほぼ一定になったらその温度をよむ (6)フラスコをスタンドよりはずし、外側についている水を乾いた布で拭きとり、放冷しめ再び質量をはかる (7)ゴム栓を外して、シクロヘキサンを回収したのち、フラスコをへ水を満たし、再びゴム栓をして余分な水を溢れさせる。この時ゴム栓は印のつけた位置までいれる (8)メスシリンダーにフラスコの水を入れ、体積をはかる (9)気圧計より大気圧を読む 10 気体の状態方程式からモル質量を求める その考察でわからないところがあるので教えてください。 (1)(丸底フラスコにシクロヘキサンを駒込ピペットを用いていれる時に)シクロヘキサンの質量を測定しなくてよい理由 (2)フラスコの質量を測定する前に放冷し、シクロヘキサンの蒸気を凝縮させることが必要な理由(蒸気のまま測定する事がダメな理由) (3)誤差の原因 (実験値は89だったので誤差は約6%でした) 以上3つを教えてください。お願いします。

  • 期待の状態方程式を用いた分子量の測定

    気体の状態方程式を用いた分子量の測定を行いました。(シクロヘキサン[C6H12]の分子量を求めました) 実験方法 (1)シリコーンゴム栓に温度計を差し込み、丸底フラスコに取り付けて全質量をはかる (2)丸底フラスコにシクロヘキサンを駒込ピペットを用いて入れ、再度シリコーンゴム栓を取り付ける (3)ゴム栓下端に印をつける (4)90度の熱水の入ったウォーターバスにフラスコを入れ、スタンドで固定 (5)シクロヘキサンが完全に蒸発した事を確認したあと、フラスコ内の温度がほぼ一定になったらその温度をよむ (6)フラスコをスタンドよりはずし、外側についている水を乾いた布で拭きとり、放冷しめ再び質量をはかる (7)ゴム栓を外して、シクロヘキサンを回収したのち、フラスコをへ水を満たし、再びゴム栓をして余分な水を溢れさせる。この時ゴム栓は印のつけた位置までいれる (8)メスシリンダーにフラスコの水を入れ、体積をはかる (9)気圧計より大気圧を読む(98200Paでした) 10 気体の状態方程式からモル質量を求める[(175.35-174.08)×(1/98200)×(1000/430)×8.31×10^3×(273+82)≒89 でした] その考察でわからないところがあるので教えてください。 (1)(丸底フラスコにシクロヘキサンを駒込ピペットを用いていれる時に)シクロヘキサンの質量を測定しなくてよい理由 (2)フラスコの質量を測定する前に放冷し、シクロヘキサンの蒸気を凝縮させることが必要な理由(蒸気のまま測定する事がダメな理由) (3)誤差の原因 (誤差は約6%でした) 以上3つを教えてください。特に誤差の原因がよくわかりません。よろしくお願いします。

  • 気体の状態方程式を用いた分子量の測定を行いました。

    気体の状態方程式を用いた分子量の測定を行いました。(シクロヘキサン[C6H12]の分子量を求めました) その考察でわからないところがあるので教えてください。 (1)(丸底フラスコにシクロヘキサンを駒込ピペットを用いていれる時に)シクロヘキサンの質量を測定しなくてよい理由 (2)フラスコの質量を測定する前に放冷し、シクロヘキサンの蒸気を凝縮させることが必要な理由(蒸気のまま測定する事がダメな理由) (3)誤差の原因 (実験値は89だったので誤差は約6%でした) 以上3つを教えてください。お願いします。

  • 分子量の測定(デュマ法?) についてご回答ください(修正)

    1. 乾いたフラスコ・アルミ箔・輪ゴムの質量合計<W1>を秤量する。2. 1リットルビーカーの中の水を沸騰させる。3. 四塩化炭素(約3ml)をフラスコに入れ、アルミ箔でフラスコの口を覆って輪ゴムで留め、アルミ箔の中央に針で穴を開ける。4. フラスコを沸騰した湯の中に入れ、フラスコ内の四塩化炭素が完全に気化してから3分そのまま加熱し続けてから取り出して放冷する。フラスコ外部の水滴を取った後、アルミ箔と輪ゴムをつけたまま質量<W2>を秤量する。5. フラスコから輪ゴム・アルミ箔・四塩化炭素を取り除き、フラスコに水を満たして、その水の体積を測定して、フラスコ内の体積<V>を測定する。 これから状態方程式M=(W2-W1)×R×(273+t)÷(P×V)を使って四塩化炭素の分子量を測定するという実験内容で、以下の四つの内容について調べてくるよう言われたのですがわからないのでご回答ください。 a) この実験ではじめに入れた四塩化炭素約3mlの質量を秤量しなくていいのは何故ですか? b) フラスコ内の四塩化炭素が気化した後、三分加熱を続けたのは何故ですか? c) この方法によって分子量を求めるためには、液体の沸点や気体密度についてどんな制限がありますか? d) 四塩化炭素の分子量(154)が既知であるとして、実験で求めた分子量Mを以下の式に代入して、その数値が何を意味すると考えられますか? (154-M)÷154×100(%) e) 絶対温度は、室温の温度を代入すべきですか、それとも四塩化炭素が気化したときの湯の温度を代入すべきですか?

  • 分子量の測定 気体なのに出て行かない?

    (1)の解答 実験1で測定した質量には、フラスコ内の空気の質量が含まてているので、実験5でも空気を含めた質量を測定すれば、実験前後のフラスコの質量の差が、実験4でフラスコ内を占めていた蒸気の質量に等しくなるから。 (2)の解答 加熱すると液体Xが蒸発する。やがて、フラスコ内を完全に満たし、余分な蒸気は空気中へ出ていく。これを冷却すると蒸気は凝縮し、容器内に再び空気が入る。Xの分子量をMとすると、1.01×10^5×1320/1000=(240.1-237.6)/M×8.31×10^3×(273+100)よりM=58.1 ここで、質問です。液体Xは気体になったあと、アルミ箔の針穴から出て行かないのでしょうか。上記の解答は、気体となったXは全て出ていかないと仮定して立式をしてあると思いますが、なぜ問題文に記載がないにもかかわらず、そのような仮定をしていいのでしょうか。ご教示ください。高校生向けの説明をお願いします。 引用「化学I・II重要問題集 数研出版 p28」

  • 気体の状態方程式と分子量の問題について

    気体の状態方程式と分子量の問題について 問題 テトラクロロメタンCCl4は蒸発しやすい液体である。この液体2.00gを容積300mlのフラスコに入れ、87℃の湯で温めて蒸発させた。完全に蒸発させたのち、フラスコを冷水に入れて冷却し、凝縮した液体の質量をはかったら、1.54gであった。このときの大気圧を、750mmHgとして各問に答えよ。 フラスコにはアルミニウム箔でフタをして、1箇所穴が開いています。 (1)87℃でフラスコを満たした気体の質量は何gか。 (2)テトラクロロメタンンの分子量を求めよ。 (1)でなぜ、1.54gが答えなのですか? 大気圧や分圧や蒸気圧などが、なかなか整理できてません。。。のでそこも含め詳しい解答をよろしくお願いします。

  • 分子量測定数値があわない

    http://www.tennoji-h.oku.ed.jp/tennoji/oka/2007/07ko3-05.html と同じ実験をしてシクロヘキサンの分子量を求めてみました。 シクロヘキサンを入れる前のフラスコの数値が184.58g でシクロヘキサン3mlを入れ沸騰させました。 その後フラスコ内の温度計が81度 外の温度計が89度の時すべてなくなったので取り上げ フラスコの重さを測りました。186.16gでした。 その後フラスコの体積を測ると430mlでした。 そのとき大気圧は1014hpaでした。 この結果よりM=wrt/pvの公式でシクロヘキサンの分子量を求めてみました。 w=186.16-184.58=1.58 r=83.1 t=81 p=1.01*10^5乗 v=430 これよりM=wrt/pvに代入して M=1.58*83.1*(81+273)/1.01*10^5*430 を求めてみたのですがシクロヘキサンの分子量84.16とは待ったく違う検討はずれの結果がでたのですが計算方法が間違っているのでしょうか? 教えてください。

  • 分子量の測定

    「分子量の測定」を窒素で実験したところ、理論値28とずれてしまいました。実験では、最初に電子てんびんで窒素の入ったガスボンベ全体の質量を測定。その後、水上置換法でメスシリンダーに450mlの窒素を出して、またガスボンベの質量をはかった。また、気圧計で大気圧を読みとる。それと、窒素の温度を測るため水上置換法の水の温度を測り、その温度に対応する飽和水蒸気圧を表より読みとり、大気圧より差し引き窒素分圧を求める。以上の実験で得られた数値を気体の状態方程式に代入して分子量を求めた。しかし、その求められた分子量が理論値(28)とずれてしまった。その原因はどこ・・・。 実験の際に求められた数値は以下の通りです。 はじめのガスボンベの質量→121.955g 後のガスボンベの質量→121.325g よって流出したガスの質量→0.630g メスシリンダーに捕集したガスの体積→450ml=0.45リットル ガスの温度(水温)→14℃=287K 大気圧→757.9mmHg 水蒸気分圧→11.988mmHg よってガス分圧→745.912mmHg=0.981atm 以上の結果より状態方程式(pV=nRT)に代入。0.981atm×0.45リットル=0.630/Mmol×0.082atm・l/(mol・K)×287K。ここでM=分子量。M=約34。

  • (分子量の測定)

    (分子量の測定) 20度,1×10^5Paで化合物Aの分子量を決めるために以下の操作を行った 操作1:フラスコに水を満たし空気を完全に追い出した。このときの質量は302.30gであった 操作2:このフラスコを乾燥し、コックを開けた状態で質量を測ったところ52.30g。 操作3:化合物Aをフラスコに入れて100度の高温槽に浸すとAはすべて気体になり、このときフラスコ内の空気は追い出され、フラスコ内はAの1×10^5Paの気体で完全に満たされた。 操作4:そのフラスコを高温層から取り出し、20度まで冷却したところ、その質量は52.96gであった。 20度,1×10^5Paにおける空気の密度は1.29g/L 水の密度は1g/mL ---------------- 問1 フラスコの内容積を求めよ(答250ml) 問2 操作3でフラスコ内に閉じ込めたAの質量は何グラムか。(答0.98g) ---------------- (次が質問です) 問2で空気を含まないフラスコの重さを求める必要があるのですが、、 ・空気を含まないフラスコの重さを、 302.30(操作1の値)-250(フラスコをしめていた水)=52.30としてはいけないのはなぜですか??操作1は空気をおいだしている値なので、操作1の値から、水の重さだけ引いたら、あとは空気を含まないビーカーの質量が求まるように思えるのですが・・

  • 揮発性物質測定 セミナー化学

    セミナー化学で揮発性物質の問題について質問です。 199 ある揮発性の液体の分子量を求めるために、次の実験操作(1)~(3)を行った。 (1)内容積300mLの丸底ブラスコに小さい穴を開けた アルミ箱をかぶせて質量を測定すると、134.50gであった。 (2)このプラスコに液体の試料を入れ、アルミ箱でふ たをした。これを図のように、77°Cの湯につけ, 液体を完全に蒸発させた。 (3)フラスコを湯から取り出し、室温 20°Cまで手早く 冷やして、プラスコ内の蒸気を凝縮させた。 フラスコのまわりの水をふき取り、アルミ箔とブラス コの質量を測定すると、135.33gであった。 大気圧を1.0×10°Pa、液体の蒸気圧は無視できるもの として、次の各問いに答えよ。 (1)操作(2)(図の状態)で、フラスコ内にある蒸気の質量 は何gか。 (2) 操作(2)(図の状態)で、フラスコ内の蒸気の圧力、および温度はそれぞれいくらか。 (3) この液体試料の分子量を求めよ。(気体定数を83×10°Pa・L/K・molとする) フラスコ+アルミ箔+空気の質量+液体試料(気体と液体)ー(フラスコ+アルミ箔+空気の質量) という計算をしていると解説に書いてありました。 ウェブで検索してさらに、詳しく調べました。 (あるウェブサイトに書いてあった言葉を自分の言葉で書いてあります。 間違えていたらごめんなさい。) 蒸発しているとき、(1)よりフラスコ内の気圧が上がって、気圧が大きい方から小さい方へ 液体試料の蒸気より軽い空気がさきに移動し、あとから余分な蒸気が出て、 結局、フラスコ内は液体試料の蒸気で満たされる。 湯浴からフラスコを取り出して、液体試料の蒸気が凝縮して、それによってフラスコ内の気圧がさがって、空気がフラスコ内に入ってくる。 ここで、 (フラスコ+アルミ箔+空気の質量+液体試料(気体と液体))ー(フラスコ+アルミ箔+空気の質量)なんですが、この式にある2つある空気の質量を引いても0にならないと思ってしまいます。 この式で引き算した結果、液体試料の質量が出るように答えはなっているので非常に困っています。 (3)の状態では液体試料の凝縮で気圧が下がった分、空気が入ってきますが、 入ってきた空気が(1)に存在する空気の質量と等しい根拠が一切わかりません。 なぜ、(3)での空気の質量と(1)での空気の質量が等しいかを教えてください。 また、 ・蒸気圧を無視しているのになぜ、液体試料が凝縮している ・そもそも沸騰は外圧と蒸気圧が等しくなったときにおこるはずなのに、 蒸気圧を無視しているのはどういうことなのか の質問もお願いします。