No.4
- 回答日時:
この現象は簡単に言うと、水素分子のほうが空気中の窒素分子や酸素分子より、素焼きの細孔を通りぬける速さが早いために起こります。
素焼き円筒の周りに水素を満たすと、素焼き円筒の中と外が同じ組成になろうとするため、水素分子は細孔を通って素焼き円筒の中に入ろうとします。逆に素焼き円筒の中の空気は外に出ようとします。ところが空気中の窒素や酸素は水素より細孔を通りぬける速さが遅いので、素焼き円筒の中は、入ってくる水素によって一時的に圧力が増します。よって水が噴出します。(厳密にこの説明で正しいかわからないので、他の回答者の方フォローをお願いします)
定量的には「グレーアムの流出の法則」によって考えることができます。この法則は
「一定の圧力、温度のもとにおいて、気体がある細孔から流出する速度は、気体の分子量の平方根に反比例する」
という法則です。要は軽い気体ほど早く流出するということです。この実験の例で考えてみると、水素(分子量2.0g/mol)は窒素(分子量28g/mol)に対して
(√28/√2)=3.7
3.7倍の速度で細孔を通りぬけ、酸素(分子量32g/mol)に対しては
(√32/√2)=4.0
4.0倍の速度で細孔を通りぬけます。
この法則はグレーアム(Graham)さんが1831年に発見した経験則ですが、気体運動論によって導くことができます。その説明はちょっと私ではできないので他の方におまかせします。
なお、この法則は「気体拡散の法則」とも呼ばれますが、厳密には「拡散」(diffusion)というのは誤りで、「流出」または「噴散」(effusion)と言うのが正確なようです。
No.3
- 回答日時:
私が思っている装置であれば,ymmasayan さんのヒントをよく考えれば判ると思いますが,念のため以下の点を補足下さい。
> まっすぐなガラス管と、曲がったガラス管のついた
2つのガラス管の下端はどうなっていますか?どちらも水に浸かっていますか?それとも一方だけ?それはどちら?
> 素焼きの円筒をかぶせている
どこにかぶせていますか?かぶせるというよりも,まっすぐなガラス管に短い素焼きの管が付いているのではないですか?
> 水素でいっぱいにしたメスシリンダーをかぶせ
メスシリンダ-はどこにつなぎますか?上記の素焼きの円筒ですか?
> メスシリンダーをゆっくり下げていくと
細かいようですが,メスシリンダ-を下げるのでしょうか?メスシリンダ-のピストンを下げるのじゃないでしょうか?
上記補足お願いします。
この回答への補足
説明不足ですいません。
>2つのガラス管の下端はどうなっていますか?
確か、曲がった方の下端が水につかっていました。
> どこにかぶせていますか?かぶせるというよりも,まっすぐなガラス管に短い素焼きの管が付いているのではないですか?
まっすぐなガラス管のほうに、それがすっぽりと収まるよう、かぶせました。
>細かいようですが,メスシリンダ-を下げるのでしょうか?メスシリンダ-のピストンを下げるのじゃないでしょうか?
はい、メスシリンダーを下げました。
その装置の、フラスコの細い部分がすっぽりと入るくらいまで、下げました。
すいません、言葉で説明するのは苦手なので……これで、よいでしょうか?
No.2
- 回答日時:
言葉だけじゃ、器具がどうつながっているのか?どう配置されているのか分かりませんので、何を言っているのか分かりません。
図なんかがあると分かりやすいんでしょうが、この場では無理ですね!ところで、
>水素でいっぱいにしたメスシリンダーをかぶせ、
水素でいっぱいにしたメスシリンダー?
ということは、室温で、常圧の状態にある水素ってことですよね。
そして、これはこの装置のどこにかぶせるんですか?
>ゆっくりとメスシリンダーをゆっくり下げていくと
ゆっくりと下げていくというのはメスシリンダー自体を下げていくということなのですか、それとも、メスシリンダー内の水素を下げていくのですか?
>曲がったガラス管のほうから、水鉄砲のように勢いよく水が出るのですが、
これって、まっすぐなガラス管と曲がっているガラス管がつながっていて、まっすぐなガラス管の端が水の中にあるということなのですか?
言っていることが分からないですね。答えようがありません。
具体的に書いているつもりなんでしょうが、それぞれの関連性が分かりません。
もっと関連性を持った説明をして下さい。
この回答への補足
説明不足、すいません。
>水素でいっぱいにしたメスシリンダー?
>ということは、室温で、常圧の状態にある水素ってことですよね。
はい、そのとおりです。
>そして、これはこの装置のどこにかぶせるんですか?
装置の、素焼きの円筒部分から、フラスコの細い部分までです。
>ゆっくりと下げていくというのはメスシリンダー自体を下げていくということなのですか、それとも、メスシリンダー内の水素を下げていくのですか?
メスシリンダー自体を下げていきます。
>これって、まっすぐなガラス管と曲がっているガラス管がつながっていて、まっすぐなガラス管の端が水の中にあるということなのですか?
いえ、まっすぐな、ガラス管と曲がっているガラス管は別々のものです。
曲がっているガラス管の下端が水につかっていて、まっすぐな方はつかっていません。
実験装置について、説明不足でした。すいません。
こういったものに、どう書けばよいか分からなかったものですから……
これでよいのでしょうか?また、説明不足でしたら、申し訳ありません。
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
おすすめ情報
- ・漫画をレンタルでお得に読める!
- ・人生のプチ美学を教えてください!!
- ・10秒目をつむったら…
- ・あなたの習慣について教えてください!!
- ・牛、豚、鶏、どれか一つ食べられなくなるとしたら?
- ・【大喜利】【投稿~9/18】 おとぎ話『桃太郎』の知られざるエピソード
- ・街中で見かけて「グッときた人」の思い出
- ・「一気に最後まで読んだ」本、教えて下さい!
- ・幼稚園時代「何組」でしたか?
- ・激凹みから立ち直る方法
- ・1つだけ過去を変えられるとしたら?
- ・【あるあるbot連動企画】あるあるbotに投稿したけど採用されなかったあるある募集
- ・【あるあるbot連動企画】フォロワー20万人のアカウントであなたのあるあるを披露してみませんか?
- ・映画のエンドロール観る派?観ない派?
- ・海外旅行から帰ってきたら、まず何を食べる?
- ・誕生日にもらった意外なもの
- ・天使と悪魔選手権
- ・ちょっと先の未来クイズ第2問
- ・【大喜利】【投稿~9/7】 ロボットの住む世界で流行ってる罰ゲームとは?
- ・推しミネラルウォーターはありますか?
- ・都道府県穴埋めゲーム
- ・この人頭いいなと思ったエピソード
- ・準・究極の選択
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
-
AlH 3となるのはなぜですか...
-
水酸化ナトリウムとアルミニウ...
-
気体の分子サイズについて
-
高校化学について質問です。 可...
-
水素分子の空気中の挙動を教え...
-
化学式 D とは
-
標準状態で水素0.25mol/の水素...
-
なぜ水素イオンは陽イオンなの...
-
高位発熱量と低位発熱量の関係式
-
高校化学の問題です。
-
水素原子スペクトルでパッシェ...
-
NMRが(>o<)…
-
NMRの帰属
-
oxidative hydrogen abstraction
-
スチレンのNMR
-
GCについて
-
硫酸水素カルシウム、硫酸アル...
-
アルカンにおける水素の分類に...
-
質量数12、原子番号6の炭素Cは...
-
化学の問題です。 分子式C5H10...
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
-
水酸化ナトリウムとアルミニウ...
-
化学の問題です。 分子式C5H10...
-
気体の分子サイズについて
-
質量数12、原子番号6の炭素Cは...
-
アルカンにおける水素の分類に...
-
化学式 D とは
-
ヒ素試験(日本薬局方)の原理...
-
リン酸(燐酸)を中和する際に...
-
有機化学についてなのですが
-
なぜ水素イオンは陽イオンなの...
-
中2理科。 化学式と元素記号の...
-
高位発熱量と低位発熱量の関係式
-
高1の化学の問題です 水を燃焼...
-
灯油1リットルを燃焼すると、水...
-
メチルアミンの窒素の混成軌道...
-
【化学】なぜ砂糖で油汚れが落...
-
電気分解に必要な電力について
-
水素の飽和蒸気圧に関する質問です
-
亜鉛に硫酸をかけると?
-
GCについて
おすすめ情報