空気中の窒素の定量法

質問

私は学校の教師なのですが、空気中に窒素が存在することを証明できるような方法を探しています。酸素だとか二酸化炭素は燃焼による考察やガス検知管を使用する方法がありますが、窒素はガス検知管も無く、不活性ガスのため何かと反応させることができず、子どもたちにどのようにして存在を教えようか悩んでいます。
よい方法を教えてください。また、空気中の窒素だけを全部取り除く方法はあるのでしょうか？
実験道具はごく普通の学校にあるようなものしかありません。ご助力お願いします。

回答No.2

KOH_da

空気を何かに入れ、その中で金属タワシを燃やすといいです。
酸素が金属タワシの鉄と結びついて酸化鉄となり、容積が小さくなります。
20%程度の気体が消えるので、袋なら縮むでしょうし、
メスシリンダーなら水位が変化するでしょう。
燃え残ったものが窒素という話ができると思います。
学校なんて書かれると答えにくいです。
小学校とか中学校とか高校と書いてくれるとよかったのに。
リチウムがあれば、水でも点火できるけど、
小中学校にはありませんね。

私は子供の頃、鉄タワシが燃えた灰が、
元のタワシより重いことにびっくりしました。灰のくせに!!

お礼

酸素を除去する事は頭にあったのですが、残った気体が窒素であることの証明ができなくて困っていました。できないのであればそれはそれで結構です

回答No.1

mission

学校にあるような、試験器具で窒素のみを除去するのは、不可能でしょうと、書いたら回答になりませんので、私のアイデアを回答します。

空気の組成は、ご存知のとおり、おおざっぱですが窒素７８％、酸素２１％残りの１％は炭酸ガスとしてよいでしょう。（これを仮定として提示）
まず、空気中の酸素を燃焼反応で極力、炭酸ガスに変えます。そしてダメ押しで脱酸素剤（酸化防止剤）で、ほぼ確実に酸素を除去します。
次に、炭酸ガスを、生石灰等に吸わせます。
そうすると、酸素・炭酸ガスの性質がわかっていれば、残りの気体が何かを論議できますよね。

残りの気体の性質が、反応性がなく、助燃性がないとすれば、窒素の証明になるのではないでしょうか。
たしかに、厳密にいえば、希ガスであるという可能性がありますが、ここで、大切なことは、仮定を組み立て、既知の事実で検証をし、証明をするという、科学全般の根本的な考え方を習得できるのがミソといえるのではないでしょうか。

手前ミソになった回答でした。

お礼

酸素を除去した後どうしようかと思っていたのですが、舌足らずな質問をしてしまいました。