これは実は私の疑問ではなく、またカテゴリーもこれでいいのか分かりませんが、私の聞いた範囲で質問します。
その内容は、池や水槽に溶解している二酸化炭素の量を測定したいということなのです。二酸化炭素は水中で溶解すると弱酸性を示すことからpHの変化を見たらどうかとアドバイスしたが、測定はpH測定用の試験紙で行うことになるから変化はほとんど見られないだろうとのこと。私に質問した本人自身が少し不思議なくらい深く考えているものだから、質問しました。また、答えていただくときに、あまり高価でないことと、あまり専門的でないことに注意していただけないでしょうか。

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A 回答 (3件)

二酸化炭素の水における溶解は、工場廃水や生活雑排水を除く自然水に限っていえば、酸とアルカリの中和滴定の知識と関連する器具があれば求められます。


kouziさんが言われている専門的とは、どの程度なのか分かりませんが、参考程度に書かせてもらいます。

用意するのは、滴定のための器具と、滴定液として、

0.02mol/Lの水酸化ナトリウム溶液
指示薬としてフェノールフタレイン溶液(変色pH8.3)

です。中和点における、滴定量を10倍してさらに0.88倍すれば、それが二酸化炭素溶解量(厳密には遊離炭酸量、単位は、mg/L)となります。
それが、一番簡単かつ安価な方法だと思います。
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工業用水・工業用排水のJISK0101がjisk0102のどちらか(自信なし)のph4酸要求量が二酸化炭素の濃度ということになったかと思います。


自然界の水ですので.二酸化炭素以外が含まれる場合が多く.名称を変更したと聞いています。Ph8?アルカリ要求量が炭酸水素の濃度だと記憶しています。

phメーターは比較的低価格ですし.phメーターがなくてもサンカクフラスコで手で回しながら.BTBを指示薬にして.塩酸かか性ソーダで滴定するだけですから
道具代としてビューレットとメスフラスコ.ビーカー等5-10万も払えば十分でしょう。薬品自体は.塩酸とカセイソーターですから.薬局にもよりますが1000円か200円でお釣がくるでしょう。滴定用の標準溶液(1000-5000円)を市販品を使うと.天秤(上皿天秤で7-8千円.電子天秤では10万円程度)を購入しないで済みます。脱炭酸水を作るための3リットルサンカクフラスコと保存用のガス洗浄瓶が高価ですが.サンカクフラスコ2-3個使って自作しても良いでしょう。(内容としては.高等学校程度です。)。
jis(日本工業規格)は.本屋で「jisハンドアブック公害関係」として販売しています。
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 この質問は「熱帯魚」カテゴリーですればすぐに回答がついたと思いますが…。

水中に溶解している二酸化炭素の量は、確かに純粋な水ではpH値によって知ることができると思いますが、池や水槽の水はカルシウムなどを含んでいるのでpH値だけでは正確にはわかりません。「テトラの水質検査キット」カタログによれば、溶存二酸化炭素量は「炭酸塩硬度」(炭酸水素イオンの量を示す)とpH値から決まるようです。(理論的な説明は他の回答者の方に…)

 テトラ(ワーナー・ランバート株式会社 テトラ事業本部、参考URL)では魚飼育のための水質検査キットがいろいろあり、溶存二酸化炭素の測定キットもありますのでこれを用いるのが一番でしょう。化学屋からすれば、いささか高めのお値段のような気もしますが。測定原理はよくわかりませんが(どなたか推定してください)、2種類の試薬を用いて簡単な滴定を行っています。

(参考までに、測定手順はカタログによれば、「…(4)試薬1を測定用のメスカップに5滴加えます。(5)試薬2を数えながら一滴ずつ加え、ゆるやかにゆすります。(6)ピンク色の彩色が、30秒以上続いた滴数に、2mg/lを掛けた値が溶存二酸化炭素量。」)

参考URL:http://www.wlkk.co.jp/tetra/
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Q二酸化炭素とアルカリ金属を加熱した際の化学反応

甲種危険物取扱者の問題で、次のような出題がありました。

「二酸化炭素とアルカリ金属を一緒に加熱すると、二酸化炭素は還元されて酸素を生成する。」

ネットで検索すると、誤りらしいのですが、それでは、二酸化炭素とアルカリ金属を一緒に加熱すると、どのような化学反応が起こるのでしょうか? 
できれば化学反応式での説明を、よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

二酸化炭素中でマグネシウムを燃やすというのは高校でもよくやられている実験です。
ただふつうは二酸化炭素の入っている集気びんの中に火のついたマグネシウムリボンを入れるという形で行いますので「一緒に加熱するという」場面設定とは少し違います。

ビーカーに金属ナトリウムの粒を入れてから二酸化炭素を充満させシャーレでふたをします。
底からゆるく加熱するとすぐに融けはじめます(融点は98℃)。空気中での加熱では融けて液体になるところが発火の起る目安になります。二酸化炭素中でも同じだと思います。

>「二酸化炭素は還元されて酸素を生成する。」
この表現が少し不自然だと思います。
アルカリ金属を空気中で加熱すると発火します。二酸化炭素中で加熱するとどうでしょう。
空気中と同じように発火するだろうということです。
CO2+2Na → C+Na2O2
「酸素を生成する」と書くと「酸素を放出する」ような印象になります。この反応ではCO2の中の酸素がナトリウムに引き抜かれて「炭素が遊離する」のです。遊離の酸素ができるわけではありません。

※発火するとビーカが割れる可能性があります。ろ紙を1枚置いた上にナトリウムの粒を置いてやると局部的に熱が加わるのを防ぐことができます。

二酸化炭素中でマグネシウムを燃やすというのは高校でもよくやられている実験です。
ただふつうは二酸化炭素の入っている集気びんの中に火のついたマグネシウムリボンを入れるという形で行いますので「一緒に加熱するという」場面設定とは少し違います。

ビーカーに金属ナトリウムの粒を入れてから二酸化炭素を充満させシャーレでふたをします。
底からゆるく加熱するとすぐに融けはじめます(融点は98℃)。空気中での加熱では融けて液体になるところが発火の起る目安になります。二酸化炭素中でも同じだと思い...続きを読む

Q【化学】「分子に炭素を含むものを有機物と言います。ただし、一酸化炭素と二酸化炭素は炭素が含まれている

【化学】「分子に炭素を含むものを有機物と言います。ただし、一酸化炭素と二酸化炭素は炭素が含まれているのに有機物ではありません」


どういう理屈で一酸化炭素と二酸化炭素は有機物から除外されてるんですか?

数学だと何の法則性もないので数学者ならブチ切れてるレベルでは?

規則性がないのになんで一括りに纏めちゃったの?

纏めた人は馬鹿なの?

Aベストアンサー

結論から言いますと、一酸化炭素COや二酸化炭素CO2が無機化合物とされるのは、「昔から『無機化合物』に分類されていたから」、すなわち慣例上の理由からです。

現在では、「炭素を含む物質を有機化合物、炭素を含んでいない物質を無機化合物」と区別している原則は、すでにご存じだと思います。

しかし、19世紀初頭までの化学の世界では、「生物が作り出した物質を有機化合物、生物とは無関係に作られたもの(たとえば岩石や鉱物、食塩など)を無機化合物」と
区別がされていました。そして、有機化合物については、「生命力によってのみ作られ、人工的に合成することのできない特別な物質」と考えられていたのです。

ところがこの頃、COやCO2などの一部の炭素を含む物質、つまり現在で言うところの「有機化合物」が、すでに人工的に合成することが可能になっていたのです。
しかし、上に書いたような当時の基準に基づいて、当時、人工的に合成可能だったCOやCO2は「無機化合物」に分類されてしまったのです。

この概念に変化をもたらしたのが、ドイツの化学者ウェーラーです。ウェーラーは、無機物であるシアン酸アンモニウムNH4OCNを加熱して、有機物である尿素CO(NH2)2の
合成に成功したのです。この成功がもとで、多くの有機化合物が、人工的に合成されていき、現代の「炭素を含む物質を有機化合物、炭素を含んでいない物質を無機化合物」とする
基準が完成されました。


従って、現代の基準によれば、COもCO2も「有機化合物」となるはずです。しかし、COやCO2に関しては「昔から『無機化合物』に分類されていたから」という理由で、
現在も「無機化合物」とされているのです。


COやCO2のように、「昔から『無機化合物』に分類されていたから」という理由で、炭素を含むにも関わらず、無機化合物とされている物質は結構あります。
CO、CO2を筆頭に、CaCO3のような炭酸塩、シアン化水素HCN(いわゆる青酸です)やシアン化カリウムKCN(青酸カリ)などのシアン化合物がこれにあたります。

なお、昔は四塩化炭素CCl4(テトラクロロメタン)も、この慣例上の理由で無機化合物とされていました。しかし、四塩化炭素に関しては、メタンCH4の誘導体として考えるようになったために、有機化合物とされるようになりました。

結論から言いますと、一酸化炭素COや二酸化炭素CO2が無機化合物とされるのは、「昔から『無機化合物』に分類されていたから」、すなわち慣例上の理由からです。

現在では、「炭素を含む物質を有機化合物、炭素を含んでいない物質を無機化合物」と区別している原則は、すでにご存じだと思います。

しかし、19世紀初頭までの化学の世界では、「生物が作り出した物質を有機化合物、生物とは無関係に作られたもの(たとえば岩石や鉱物、食塩など)を無機化合物」と
区別がされていました。そして、有機化合物につい...続きを読む

Q有機物は加熱すると二酸化炭素を発生するものとありますが

有機物は加熱すると二酸化炭素を発生するものとありますが

中学坊です。
有機物は加熱すると二酸化炭素を発生するものとありますが、
つまり加熱する物質にCとOが含まれてれば全部有機物ですか?
それともCだけ含まれてて空気中のO2と結びついてCO2になることで
道理にかなってるんでしょうか。

Aベストアンサー

こんにちは。
有機物とは、炭素が含まれている、とか酸化すると二酸化炭素が出る物、とかいう話じゃありません。

元々は「生命に由来する物質」という意味で、昔は化学合成できなかった物でした。
その為に、作るために生命の助けが必要であった、という歴史からできた分類です。

その為、一酸化炭素、二酸化炭素、炭化カルシウム(カーバイド)、炭化珪素などのように炭素を含むけど無機物に分類される物も結構あります。

代表的な有機物であった、「尿素」が化学合成に成功した事で、「生命の手を借りなければ作れない」という定義は出来なくなりました。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%B0%BF%E7%B4%A0

今では、炭素を含む物質ごとに有機物か無機物かをその時の扱い方で変わってしまうような場合もあります。

基本的には、炭素を含むもので生き物の中に存在する物質やそれを合成した構造をもつ物、という方が現実に合っています。

Q【化学】炭酸飲料の二酸化炭素が簡単に気(二酸化炭素)が抜けない理由を教えてください。 水は酸素16:

【化学】炭酸飲料の二酸化炭素が簡単に気(二酸化炭素)が抜けない理由を教えてください。


水は酸素16:水素2という割合で一定する性質を持つ。

そこに二酸化炭素を注入しても化学反応における化学の理屈ならすぐに二酸化炭素は電離するはずなのに以外にそう簡単には二酸化炭素は無くならない。

これはどういう仕組みなのでしょうか?

その割に水素水ともなると水素はすぐに水から電離するのですぐにタダの水になる。と言う。

そのタダの水ですら酸素と水素の割合は8:1で以外にタダの水でも水素は結構含まれているじゃんって感じですが炭酸飲料の二酸化炭素はなかなか水から抜けないのに水素水の水素は開封した瞬間に水素は8:1の普通の水の割合に戻るという主張は正しいのか知りたいです。

すぐに抜けていない可能性もあるのでは?

すぐに抜けるのすぐとは数秒の話でなく數十分は持つのでは?と思ったり。

水素は軽く。二酸化炭素は重いので本当に一瞬で1:8のオーバー分は抜けるのか教えてください。

Aベストアンサー

水溶液中で二酸化炭素は電離しないです。
CO2+H2O⇔H2CO3
の平衡が成り立って、炭酸H2CO3ができますがこの平衡は左側に偏っているので、ほとんどの二酸化炭素が水溶液中では二酸化炭素分子として存在しています。

水の性質として二酸化炭素をよく溶かし、25℃1000hPa(およそ1気圧)の水溶液中で0.145g/cm^3も溶かします。
放っておけば気が抜けるのは確かなのですが、よく溶けるので抜けにくいので衝撃を与える・熱を加える等をしないと一気に抜けることはないです。

それでも水に溶けた二酸化炭素のうち、ごく一部は炭酸となり電離して弱酸性を示します。
H2CO3 ⇔ 2H+ + CO3-
ですね。

それに対して水素水はよく判りませんね。
↓国民生活センターのレポートです。
http://www.kokusen.go.jp/pdf/n-20161215_2.pdf

レポートの実験データを見ると分かるのですが、溶けている水素の量が全然少ないですね。

Q気体の二酸化炭素を加熱すると、どうなりますか。

気体の二酸化炭素を加熱すると、どうなりますか。

質問1. 気圧は通常気圧を維持します。 100度、1000度、2000度・・・・ではどうなるでしょうか。

質問2. 普通気体を加熱する時は圧縮処理して加熱しますが、加圧せずに単純に加熱すると、気体は膨張しますから、その分放出する必要はあるとは思いますが。

質問3、高熱の二酸化炭素を屋外に放出すると、急激な上昇気流が起こると思いますが、そのあとがわかりません。この場合、上昇気流が発生するほど大量の二酸化炭素を前提とします。現実の可能性はともかく、すべて理論上の回答を期待します。

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

質問1について
 常温城圧の二酸化炭素を100度に加熱すると概ね二割強ほど体積が膨張します。
一千度にするとその十倍ほどの体積となり、二千度では二十倍
…というのがPV=nRTの公式から推測されますが、極端な高温の元では二酸化炭素自体の熱分解が始まったりします。

質問2について
 気体を加熱する時には別に加圧するとは限りません。
また、気体を収める容器が柔軟な素材でできていたり、ピストン付きのシリンダーだったりすれば内容積を変えることができるので、加熱しても膨張した分を吸収する事ができます。

質問3について
 現実にそれと近い現象が存在します。
火山ガスは大部分が水蒸気と炭酸ガスで残りの部分は山によって硫化水素だったり亜硫酸ガスだったりするわけですが、噴火の際は摂氏一千度前後のこういった混合ガスが一気に噴出し、周囲の大気や塵埃等を巻き込みながら、きのこ雲を作って上昇していきます。
このきのこ雲は急激な膨張と相対的に冷たい大気を巻き込むことで急速に冷やされますが、それでも周囲の大気の方が冷たく、従って密度が高いために成層圏まで上昇する事が知られています。

質問1について
 常温城圧の二酸化炭素を100度に加熱すると概ね二割強ほど体積が膨張します。
一千度にするとその十倍ほどの体積となり、二千度では二十倍
…というのがPV=nRTの公式から推測されますが、極端な高温の元では二酸化炭素自体の熱分解が始まったりします。

質問2について
 気体を加熱する時には別に加圧するとは限りません。
また、気体を収める容器が柔軟な素材でできていたり、ピストン付きのシリンダーだったりすれば内容積を変えることができるので、加熱しても膨張した分を吸収する事ができ...続きを読む

Q二酸化炭素の溶解度とpHの関係

現在、二酸化炭素の電解還元について調べています。
そこで重要になってくるのが、二酸化炭素の水溶液中の溶解度ですが
この溶解度とpHの関係について、参考になる文献、ホームページ又は
実際のデータについて知っている方がいましたら教えてください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

二酸化炭素の水への溶解度は理科年表に記載があるようです。
http://had0.big.ous.ac.jp/~hada/ecologicaldic/d/do/do.htm
当然ヘンリーの法則の通り、気圧によって溶解度は変わります。
pHとの関係はあまり良いサイトはありませんが、溶解度がわかればある程度計算できると思います。

Q二酸化炭素に水素を混ぜて加熱すると…

二酸化炭素に水素を混ぜて加熱すると、水と炭素になるってことはありませんか?
もし、これが出来れば、温暖化を防げるのではないか、と私は思っているのですが…。
わかる方は教えてください。お願いします。

Aベストアンサー

CO2 + 2H2 ⇔ C + H2O
にしたいということだが、できないこともないようですが、
ふつうは、
CO2 + H2 ⇔ CO + H2O
の反応の方が起きやすい。
水性ガスシフト反応の逆反応なので、水性ガス逆シフト反応といいます。
200℃前後、ロジウム触媒で、左側へ、700℃前後、ニッケル触媒などで右側へ反応が進むようです。
これはそれぞれH2やCOの生成を目的に利用されているようです。
また、
CO2+4H2⇔CH4+2H2O
の反応もあるので、メタンの生成もできます。

以上のことができたからと言って、「温暖化を防げる」ということではありません。水性ガス逆シフト反応(右側への反応)は吸熱反応なので、この反応を起こさせるエネルギーをどこかから供給する必要がありますし、生成したCOはどうするのですかね。
水性ガス生成の逆反応、
CO+H2→C+H2O
が簡単にできれば始めの反応が実現するわけですが、これが簡単にできるのかどうか私にはわかりません。

Q二酸化炭素の溶解度を定量的に調べるには

 水 100 g(100 mL)に対する二酸化炭素の溶解度を定量的に調べるにはどうしたらよいと思いますか。

Aベストアンサー

方法は様々思い付きますが、どれも大学院レベルの知識と熟練と装置が必要なものばかりですので、ご質問者様のレベルが分からないとお答えのしようがありません。

Q酸素と二酸化炭素についてお聞かせ下さい。当方アホでして、先日まで『酸素

酸素と二酸化炭素についてお聞かせ下さい。当方アホでして、先日まで『酸素が毒』とは知りませんでした。鉄の酸化や人間が老いるというのは酸素の酸化と聞きました。そこで疑問ですが、人間は酸素を取り入れ、二酸化炭素を放出しています。植物は二酸化炭素を取り入れ、酸素を放出していると学校で習った気がしますが、酸素を毒というなら、二酸化炭素は毒ではないのでしょうか?生物学的に話になってしまうのでしょうが、何卒アホにもわかるようお願いします。

Aベストアンサー

動植物が酸素を吸収するのは、エネルギーを生み出すために、栄養(糖分や脂肪分、タンパク質)を酸素で酸化し、分解するためです。
これはものを燃やすのと化学的には同じような反応で、エネルギーが発生します。このエネルギーを使って我々は動いたり物を考えたりできます。
そして、栄養が酸素によって分解されると水と二酸化炭素が出てきます。

この二酸化炭素は肉体は利用できないので外に排出するわけです。


ちなみに酸素が毒というのは、我々の肉体もまたタンパク質や脂肪でできてますから、酸素によって酸化されて破壊されてしまうからですね。
活性酸素というやつです。
活性酸素とは化学的に非常に反応性が高くなった酸素のことですね。

実際、高濃度の酸素を吸うと、肺の細胞が破壊されて酸素中毒になって死亡してしまいます。

つまり酸素は強大なエネルギーを生み出す爆薬のようなものです。
うまく扱えば役に立ちますが、反面、非常に危険なのです。



二酸化炭素についてですが、二酸化炭素自体は毒性は低く酸素のように肉体を破壊する作用はありません。
しかしながら、我々の肺は二酸化炭素と酸素の濃度によって呼吸機能が調整されていますので、二酸化炭素濃度が高くなると(具体的には4%以上)二酸化炭素を体内から上手く排出できなくなり呼吸が阻害されるようになります。
さらに二酸化炭素濃度が7%以上になると呼吸が阻害されて生命維持が出来なくなって最悪死亡してしまいます。

二酸化炭素は毒ではないですが、粗大ゴミのようなものですね。それ自体は毒でもないですが、家のそとに大量にあると家を押しつぶされてしまいます。



ちなみに植物も酸素を吸収して二酸化炭素を排出する呼吸をしてます。
二酸化炭素を吸収して酸素を排出する働きは光合成といって呼吸とは別です。

植物は呼吸と光合成を両方してますが、光合成のほうが活発なので結果的に放出する酸素の量のほうが吸収する酸素の量より多いので、一般的には植物は二酸化炭素を吸収して酸素を放出する、とだけ言われていますが、これは大間違いです。

動植物が酸素を吸収するのは、エネルギーを生み出すために、栄養(糖分や脂肪分、タンパク質)を酸素で酸化し、分解するためです。
これはものを燃やすのと化学的には同じような反応で、エネルギーが発生します。このエネルギーを使って我々は動いたり物を考えたりできます。
そして、栄養が酸素によって分解されると水と二酸化炭素が出てきます。

この二酸化炭素は肉体は利用できないので外に排出するわけです。


ちなみに酸素が毒というのは、我々の肉体もまたタンパク質や脂肪でできてますから、酸素によって...続きを読む

Q水中の二酸化炭素濃度測定

 工学部に所属の学生です.

 ある実験で,水道水を用いています.その中の二酸化炭素濃度の測定を行いたいのですが,どのような装置なら可能なのでしょうか?
 もしそのような装置を扱っている会社を知っている方がいらっしゃいましたら,教えてください.

 カタログなどを拝見すると,溶存酸素濃度計はあるのですが,二酸化炭素については見たことがありません.
 化学を勉強されている方は,一体どのようにされているのでしょう?

 また,水道水などの場合には,二酸化炭素以外にも酸素などが溶解していると思うのですが,資料液体から算出した濃度は,二酸化炭素?%,酸素?%といった具合に算出できるのでしょうか?

 高校などで化学を専攻しておらず,化学の知識が(まったく)ありません.
素人でもわかるよう,できるだけ優しく教えてください.お願いします.

Aベストアンサー

水中の二酸化炭素濃度の分析測定機器については、私も知っている限りありません。
一般的には、化学でいうところの、酸塩基平衡にもとづく滴定分析(試薬等を用いた分析)によるものでしかできません。ですが、化学知識がないとのことですので、詳細については、説明いたしません。
どのような実験をされるのかは、わかりませんが、水道水中の二酸化炭素濃度は、数ppmです。(水温によって変わる)この値が、実験において影響しなければ無視してもよいのでは、ないでしょうか。
ちなみに、室温程度における溶存酸素量は、10ppm程度です。
回答になっていないと思いますが、参考までに。


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