分子量測定数値があわない

質問

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。

回答No.1

kaitou_1 · ベストアンサー

まずはもう一度、単位を見直してください

圧力にPaをつかった気体定数としてはよくR=8.31J/Kmolを用いますが、このときPV=nRTをなりたたせるためにはP（圧力）はPa、V(体積)はm^3を使います。そうすると
M=1.58*8.31*(273+81)/(1.01*10^5*0.430)=107
になりますよね。これでも84にはならないんですけど、もう一度、実験を見直してみてください。本当にシクロヘキサンの液体はすべて無くなりましたか？水滴をしっかり拭きましたか？過程5では、温度が一定になるように保ちましたか？温度をあげるとき急激に上げませんでしか？

この実験の原理は気体の状態方程式をつかって、温度・体積・圧力から物質量を求めて、その物質量での質量を測る事で分子量を求めるという事なんですが、
1.フラスコ内の温度が一様である事
2.フラスコ内の温度を測ったとき、シクロヘキサンがフラスコを満たしている事
でなければ、正確に物質量は測れませんので、この条件を満たしているような実験をしているか見直してください。

なんにしても、初めて実験するときは、１度だけ実験するのではなく3回ぐらいやって、平均を取る事をお勧めします。

挙げられたページでの83.1は圧力hPa(=10^2 Pa)、体積L(=10^-3 m^3）を用いたときの値のようですね。

回答No.3

101325

例題の式

　Ｍ＝ｗＲＴ/ｐｖ
　＝０．７２×８３．１×（９８．０＋２７３）/（１００５×２７２．０/１０００）

の測定値を、質問者さまの測定値に置き換えると

　Ｍ＝１．５８×８３．１×（８１＋２７３）/（１０１４×４３０/１０００）

になります。これと質問者さまの使われた式

　M=1.58*83.1*(81+273)/1.01*10^5*430

を比べると、分母のｐｖのところが間違ってますね。

ということで、検討はずれの結果がでたのは、計算間違いが原因です。
桁違いの結果が出るのは、単位の換算ミスによるものが多いので、それに気をつけて計算を見直すといいです。

実験に関するアドバイスとしては、(フラスコ＋試料)の重量 w２ を量った後に、ドライヤーなどでシクロヘキサンを追い出して、もう一度フラスコの重量 w3 を量ることをおすすめします。実験前のフラスコの重量 w1 と w3 との差が大きければ、試料重量の不確かさも大きいということになりますので、この差から、実験がうまくいっているかどうかをチェックすることができます。

あと、ANo.1の回答をされた方と真逆のアドバイスになってしまって申し訳ないのですけど、「初めて実験するときは、１度だけ実験するのではなく3回ぐらいやって、平均を取る」よりは、「初めて実験するときは、とりあえず１度だけ実験してみて、実験方法の不備を洗い出す」ことをおすすめします（今回の質問者さまのケースですね）。実験を3回ぐらいやって平均を取るのは、実験者の実験技術が安定してからのほうが良いのではないでしょうか。

回答No.2

kaitou_1

おっと
No1ですか、計算式にいれる体積間違えました。体積のところは0.430でなくて0.430/1000ですね。計算結果は間違ってないです。