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一浪生・偏差値60強です。

「水に溶け込んでいる酸素ガスを室温で追い出す」
という問題で、回答では、

「洗気びんに酸素ガスが溶けている水を入れ、これに外部より純粋な窒素ガスを通すことで、酸素ガスを追い出すことが出来る」

とあるのですが、何故でしょうか?
原理が分かりません。
よろしくお願いします!

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A 回答 (4件)

分圧、のお話ですね。



「水に溶けたガスの量は、理想気体であればその濃度(分圧)に比例する」ことになっていますので(というのもおかしな言い回しですが)、元から水に溶けている酸素に対して、圧倒的な量の窒素を送り込めば、酸素の濃度が下がる、つまり追い出せることになります。
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この回答へのお礼

どうもありがとう御座います!!

分圧の件、しっかりと覚えておこうと思います!

お礼日時:2005/08/12 21:55

No1、No2さんのように比較的溶媒(水)に溶けにくいガスに適用できるヘンリーの法則の問題でしょう。


25℃の水1Lに1気圧の窒素は14.3ml(0℃、1気圧換算)酸素は28.3ml溶解します。もし、1気圧の空気は窒素約79%、酸素約21%であり、窒素はその分圧分の約11.3ml、酸素は5.95mlです。(洗気びんでバブリングすれば水蒸気も存在するので、酸素と窒素の分圧は少し下がります) 仮に酸素濃度が1/2になるか、気圧が0.5気圧になれば酸素の溶解量半分になります。純粋な窒素ガスを送り込むと、気泡から窒素が水に差圧分が移動(溶解)し、溶解している酸素は気泡に移動します。その時点の酸素の移動ポテンシャルは水中に残留する酸素量と気泡中の酸素の分圧です。水中の酸素は気泡によって系外に運び出され、次第に窒素の溶解量は14.3mlに近づき(水の蒸発によって水温が変わればこの値も変わります)、酸素はゼロに近づきます。
水中に残留する酸素をppmかppbレベルまで下げるかによって、どれだけ通気せねばならぬかが速度問題です。
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この回答へのお礼

どうもありがとう御座います!!
お礼が遅れ、申し訳ありません。

具体的な数字を挙げていただき、分圧と溶解量について勉強になりました!
もっと勉強せねば、と思います

お礼日時:2005/08/17 08:49

当然ですが、気体は水面から溶け込みますが、酸素や窒素が溶け込む速度は速くありません。



洗気瓶に窒素を吹き込むと水の中に窒素と接している広い水面が新たに作り出されることになり、そこから大量の窒素が水に溶け込むことになります。その際に、溶けていた酸素分子が水面から出てくるわけですが、ひとたび水面から出てしまうと、圧倒的に量の多い窒素の方が優先的に溶け込むことになりますので、結果的に酸素が追い出されることになります。

要するに、窒素で大量の泡を発生させ、水と窒素ガスの接触面積を増大させることによって、窒素を溶かし込み、酸素を追い出しているわけです。

ひとたび、酸素を追い出せば、窒素の流れを止めても、ヘンリーの法則によって、水溶液中の窒素は保持されることになります。また、仮に、酸素が残っていても、それが溶け込む速度はさほど速くないものと思われます。
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この回答へのお礼

どうもありがとう御座います!!

気体と液体とが接する面積とあわせて、法則を理解できました! 覚えておきます!

お礼日時:2005/08/12 22:00

ヘンリーの法則で、理解できます。


窒素を吹き込んでいけば、洗気びんの中の窒素の分圧がだんだん高くなり、酸素の分圧はだんだん低くなります。
よって、「水に溶ける気体の質量はその気体の分圧に比例する」という、ヘンリーの法則より、水に解ける窒素の質量が増え、酸素の質量が減り、長い時間、窒素を吹き込み続ければ、水に溶けている酸素を追い出せます。
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この回答へのお礼

どうもありがとう御座います!!

法則をしっかりと理解して、応用できるようにしたいと思います!

お礼日時:2005/08/12 21:57

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Q水中の溶存ガスの脱気方法

水を媒介にして接触式の超音波試験を行なっているのですが、通常の水道水中に含まれている溶存ガスが気泡化して、小さい気泡となり、壁面についたり、それが超音波探触子と被検査体との間に入り、気泡ノイズとなって邪魔されます。
一応、タンク式の気液分離器で大きな気泡は除去していますが、溶存ガス中の気泡は取れません。うまく脱気する方法は無いのでしょうか?ボイラー用の脱気装置でも良いのでしょうか?判る人がいましたら、お教え下さい。

Aベストアンサー

今までのお答えのほかにヘリウム脱気という方法があります。

脱気については、
http://www.erc.jp/j/deg_faq_j.html#2
以下に出ています。ご覧下さい。

Q大量の脱気水の作り方

今度実験で、水槽内を循環させる大量の脱気水が必要です。
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Aベストアンサー

No.2の70633です。自信なしですが

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その際、さらに軽く減圧すると脱気は強化されます。
移動相の場合は、脱気しすぎると混液の構成が変化してしまうので、
禁物ですが、今回の場合は、水だけなので減圧を加えることは、
より効果的だと思われます。

循環水だということでは、水流によって気泡を抱きやすくなることから、
超音波だけでは心もとないと思われます。

超音波+減圧が良いのではと思います。
完全な密閉ができなくても、槽内の空気を吸っているだけでも
かなり違うのではないでしょうか。

Q溶剤の脱気方法

有機溶剤中の酸素を脱気する方法として、凍結脱気などが簡便な方法と文献などに書かれていますが、実際はどのような操作をするんですか?
真空ラインの様な、特別な装置や器具は必要なんでしょか?

Aベストアンサー

(1) Organic Solvent(Yuki-youzai) ni yori masu ga O2 no Youkai-do ha sou takaku arimasen.
(2) Sinkuu-line ga nakereba, chisso(N2) no
chiisai kihou(bubble) o toosu ka, He gas demo Ar-gas o too su koto de O2 o juubun ni
dakki dekiru hazu desu.
(3) N2 no chiisai kihou o N2-Funiki de Solvent o kakuhan sureba juubun kamo.
Good luck !

Q溶存酸素について教えて下さい。

溶存酸素は空気中の酸素が水に溶け込んだ酸素のことを指しますが、
もし、酸素の全くない窒素雰囲気化に水を置いておいた場合、溶存酸素はすぐに水から出て行くのでしょうか?

もしそうだとしてどれくらいの時間で出て行くのでしょうか?

お願い致します。

Aベストアンサー

>バブリングすれば良いことは知っているのですが、バブリングする
>ことが出来ない環境であった場合どうすれば良いのでしょうか?

その水の量があまり多くないのでしたら、可能です。真空ラインにつなげる容器にいれて凍らせます。(膨張で容器を壊さぬよう注意です。)そして空気を排気し、コックを閉じて溶かします。そしてまた凍らせ、排気します。何回か繰り返せば、酸素も窒素も抜けます。

>例えば、空気中には酸素が約10%あるわけですが、

およそ20%ではないですか?

>これを0.1%まで落とせば溶存酸素量も通常の1/100まで落とす
>ことが出来るのではないのでしょうか?

理想溶液に使えるHenryの法則では、溶質の気圧は溶液中のモル分率に比例しますので、20%のものが0.2%まで落とせば空気と平衡であった溶存酸素量の1/100におちると思います。

>溶存酸素と平衡になるのは空気中の酸素だけで窒素は関係しない
>のではないのでしょうか?

ちょっと微妙なご質問ですね。
酸素の溶解が平衡状態である、ということは、溶液中の酸素と気相中の酸素の化学ポテンシャルが等しいということです。溶液中の酸素の化学ポテンシャルは、溶液中の酸素のモル分率をXoとおいて、
μl=μ0(T,p)+RTlnXo...(1)
と書けます。溶液中のその他の成分は窒素と水です。
気相の酸素の化学ポテンシャルは分圧をPoとおいて
μg=μ*(T)+RTlnPo...(2)
となります。気相中のその他の成分は窒素と水蒸気です。
ko=exp{(μ0(T,p)-μ*(T))/RT}...(3)
とおいて、
Po=koXo...(4)
を得ます。気相圧を表すのに、液相中のモル分率が必要になり、相互に化学反応しなくても、何か他のものがあるのとないのでは違います。

>バブリングすれば良いことは知っているのですが、バブリングする
>ことが出来ない環境であった場合どうすれば良いのでしょうか?

その水の量があまり多くないのでしたら、可能です。真空ラインにつなげる容器にいれて凍らせます。(膨張で容器を壊さぬよう注意です。)そして空気を排気し、コックを閉じて溶かします。そしてまた凍らせ、排気します。何回か繰り返せば、酸素も窒素も抜けます。

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およそ20%ではないですか?

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Q波長(nm)をエネルギー(ev)に変換する式は?

波長(nm)をエネルギー(ev)に変換する式を知っていたら是非とも教えて欲しいのですが。
どうぞよろしくお願いいたします。

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No1 の回答の式より
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波長が nm 単位なら E = hc×10^9/eλ です。
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 c = 2.998*10^8[m/s]
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となります。

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でちょっとずれてます。
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Q水と二酸化炭素

水に溶け込んだ二酸化炭素を常温の状態から除去する方法を教えてください。
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どのような工作機でどんな水を使っており、炭酸ガスの溶解がどんな障害を与えるかによって対策も違います。先ずはその機械メーカが水の管理方法について何も指示していないのは不思議ですね。
もし、水溶性切削油(クーラント)ならアルカリ側のため炭酸ガスの吸収も大きいですが、イオン交換樹脂は使えないので違いますね!
ワイヤー放電加工では純水が使われ、炭酸ガスが溶ければ比抵抗値が下がり加工精度が低下するので、それですかね?

(1)もし、循環する水を閉鎖系に閉じ込めれるなら、私なら開放部分を出来るだけ少なくし、炭酸ガスが純水に溶け込まないようにします。No7doc_sundayさんに同感です。さらに工作機の水の開放部を囲って炭酸ガスを含まない空気を送る(圧縮空気を炭酸ガス吸収筒を通す)ようにします。(ストーブは冬季4ヶ月間位でしょうから)

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何れも実用装置になると完全に炭酸ガスを除くのは不経済であり、必要とする水中の炭酸ガス濃度によってはイオン交換樹脂と併用しなければなりません。なお、水に溶けた炭酸ガスは
 CO2+H20⇔H+ + HCO3- (H+は水素イオン、HCO3-は重炭酸イオン)
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逆浸透法はガス成分はPH5.3以下では素通りです。それ以上では重炭酸イオンは除けても炭酸ガスは除けません。どうしても使いたいなら苛性ソーダを注入してPHを7.5-8位にする必要があります。比抵抗値を満し、経済性があればです。
水量や水質が分からないのでこの程度にしておきましょう。

どのような工作機でどんな水を使っており、炭酸ガスの溶解がどんな障害を与えるかによって対策も違います。先ずはその機械メーカが水の管理方法について何も指示していないのは不思議ですね。
もし、水溶性切削油(クーラント)ならアルカリ側のため炭酸ガスの吸収も大きいですが、イオン交換樹脂は使えないので違いますね!
ワイヤー放電加工では純水が使われ、炭酸ガスが溶ければ比抵抗値が下がり加工精度が低下するので、それですかね?

(1)もし、循環する水を閉鎖系に閉じ込めれるなら、私なら開放部分を出...続きを読む

Qアルゴンガスによるバブリング

ポリオールプロセスでCoSbのナノ粒子を作製したいんですが、
論文によるとArガスで激しくバブリングを45分することが必要と書いてあったのです。

具体的にどのような器具が必要なのでしょうか?
マスフロメータ・バブラーetc

またアルゴンはたれながし(?)なのですか?
回収し再利用はできないのですか?
危険ではないでしょうか?


500mlか300mlのビーカーで作製しようと考えてます。

Aベストアンサー

完全に 丸投げですね。!!
普通は文献に 装置の図が入ることが多いはずだけど、文献を読んで
装置のイメージが 頭に浮かばないと 本当はダメだよ。
会社に入って 研究開発なんかとても出来ないからね。!!!
私も 自分ではこの手の実験はしてないので、その辺で実験してるのを
チラチラ見てる程度だけだからね。
同業他社の人を実験室に入れなかったりするのは、見ただけで製法が
盗まれるからだよ。 

それでは本題ですが、 実験道具は アズワンのカタログに載っている
物なら 揃えられるね。????
ワンセット揃えるのに 20万円は掛かるのは 理解してますか?
ボンベ レギュレーター  攪拌モーター  攪拌パーツ
フラスコは後から色々使えるように300mlか500mlの4つ口か
5口丸底にしとけ! オール擦り付きで、センター29/42
小口は15/25 5度 (特注かもしれん)実験室に無いか探せ。
バブリング管は擦り付きで自作か 温度計鞘にガラス管入れて作る
出口側は ジムロートで冷却が要るでしょうな。
加温はマントルヒーター サイズに合うもの購入。
ガスの導入は 透明系のゴムホースの方が逆流がわかってよいだろ。
実験室に ガラス器具は色々無いか 探してから 買えば。

要るもの 大体判っただろ!!
頭でイメージして 足らない物は 追加して購入してね。
攪拌とバブリング部分に 製造のミソが有る様に思うが、実際に
やってみないと判らんね。
流路は必要だが なぜ密閉系じゃないとダメなのかは 前に書いたとおりの理由からです。
テストしたら また 結果聞かしてくれ!
実験道具は 手元の遊休品を充分に活用すること。
1回じゃ 良い物は出来んから 繰り返し検討して。
    

完全に 丸投げですね。!!
普通は文献に 装置の図が入ることが多いはずだけど、文献を読んで
装置のイメージが 頭に浮かばないと 本当はダメだよ。
会社に入って 研究開発なんかとても出来ないからね。!!!
私も 自分ではこの手の実験はしてないので、その辺で実験してるのを
チラチラ見てる程度だけだからね。
同業他社の人を実験室に入れなかったりするのは、見ただけで製法が
盗まれるからだよ。 

それでは本題ですが、 実験道具は アズワンのカタログに載っている
物なら 揃えられる...続きを読む

QW/V%とは?

オキシドールの成分に 過酸化水素(H2O2)2.5~3.5W/V%含有と記載されています。W/V%の意味が分かりません。W%なら重量パーセント、V%なら体積パーセントだと思いますがW/V%はどのような割合を示すのでしょうか。どなたか教えていただけないでしょうか。よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

w/v%とは、weight/volume%のことで、2.5~3.5w/v%とは、100ml中に2.5~3.5gの過酸化水素が含有されているということです。
つまり、全溶液100ml中に何gの薬液が溶けているか?
ということです。
w/v%のwはg(グラム)でvは100mlです。

Qエクセル STDEVとSTDEVPの違い

エクセルの統計関数で標準偏差を求める時、STDEVとSTDEVPがあります。両者の違いが良くわかりません。
宜しかったら、恐縮ですが、以下の具体例で、『噛み砕いて』教えて下さい。
(例)
セルA1~A13に1~13の数字を入力、平均値=7、STDEVでは3.89444、STDEVPでは3.741657となります。
また、平均値7と各数字の差を取り、それを2乗し、総和を取る(182)、これをデータの個数13で割る(14)、この平方根を取ると3.741657となります。
では、STDEVとSTDEVPの違いは何なのでしょうか?統計のことは疎く、お手数ですが、サルにもわかるようご教授頂きたく、お願い致します。

Aベストアンサー

データが母集団そのものからとったか、標本データかで違います。また母集団そのものだったとしても(例えばクラス全員というような)、その背景にさらならる母集団(例えば学年全体)を想定して比較するような時もありますので、その場合は標本となります。
で標本データの時はSTDEVを使って、母集団の時はSTDEVPをつかうことになります。
公式の違いは分母がn-1(STDEV)かn(STDEVP)かの違いしかありません。まぁ感覚的に理解するなら、分母がn-1になるということはそれだけ結果が大きくなるわけで、つまりそれだけのりしろを多くもって推測に当たるというようなことになります。
AとBの違いがあるかないかという推測をする時、通常は標本同士の検証になるわけですので、偏差を余裕をもってわざとちょっと大きめに見るということで、それだけ確証の度合いを上げるというわけです。

Q脱イオン水、MilliQ、蒸留水 の違いを教えて下さい

こんにちは。お世話になります。

バイオ、生化学系の実験に従事しているものですが「水」について教えて下さい。

水道水、脱イオン水、MilliQ、蒸留水(二段蒸留水)、超純水の違いを教えて下さい。
お互いの関係などありましたら(○○を~すると△△になる等)教えていただけると
わかりやすいかもしれません。

また、実験内容によってはエンドトキシンを気にする実験もありますが、エンドトキシンフリーの水を使う場合はどれを選べばよいのでしょうか?
動物細胞培養用に使う場合はどの水を選べばよいのでしょうか?

よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

pinokoBBさん、こんにちは。

バイオ・生化学関係に用いられる水は水道水をプレフィルターを通し、イオン交換・蒸留・逆浸透法、限外濾過などを複数回組み合わせて生成します。

プレフィルターは鉄さびや大き目のゴミを取り除くに用います。

イオン交換法は酸性・強アルカリ性の樹脂を通し、イオン化合物を除く方法でこれを行った水がイオン交換水(脱イオン水)です。水の純度の評価には比抵抗を用いますが、およそ数百kΩ・cmの水が得られます。この段階で除けるのはイオン化合物だけで有機物・微生物は除けません。

蒸留法は水を蒸留することで不純物を除く方法です。イオン交換法と組み合わせて2回蒸留することが一般的です。一般的な2次蒸留水の比抵抗は数MΩ・cmでバイオ・生化学関係には十分な純度です。動物培養細胞にも使用可能です。エンドトキシンも完全にフリーとまではいかないけれどもある程度の除去はできています。蒸留法は多くの不純物を除去可能ですが100度付近の沸点を持つ物質は除けません。

逆浸透法は半透膜に圧力をかけて精製する方法です。

限外濾過法は限外濾過膜を通す方法です。孔径は半透膜が数十nmに対し、限外濾過膜は数nmです。それゆえ、数kDa以上の分子であれば、限外濾過法で除けますので、エンドトキシンやRNaseなども除去できます。本当にエンドトキシンフリーな水が必要でしたら限外濾過法を行った水が必須です。ただ、普通のCOSとかHEKとかの動物細胞培養でしたら2次蒸留水でも十分です。蛍光検出用のマイクロアレイなんかは限外濾過水が必須なようです。

超純水は十数MΩ・cmの水のことです。MilliQはミリポア社の超純水装置を用いて作った水で比抵抗は15MΩ・cm以上と高純度の水です。MilliQに関してはイオン交換樹脂を通し、逆浸透法、限外濾過法を用いて精製しているようです。

>また、実験内容によってはエンドトキシンを気にする実験もありますが、エンドトキシンフリーの水を使う場合はどれを選べばよいのでしょうか?
これに関しては上で書いたように限外濾過膜で精製した水です。MilliQが当てはまるでしょう。(超純水も一般的には限外濾過をしているのでこれも当てはまりますかね。)

>動物細胞培養用に使う場合はどの水を選べばよいのでしょうか?
これは、2次蒸留水以上の純度があれば十分です。2次蒸留水、MilliQ水、超純水が使用できます。

ただ、水関係の装置は日頃のメンテナンスが重要でイオン交換樹脂とか水を貯めるタンク、蛇口に汚染がないかは確認する必要があります。

実験書には必ずはじめのほうに書いてあることですので、pinokoBBさん自身でなにか実験書をご参照ください。

pinokoBBさん、こんにちは。

バイオ・生化学関係に用いられる水は水道水をプレフィルターを通し、イオン交換・蒸留・逆浸透法、限外濾過などを複数回組み合わせて生成します。

プレフィルターは鉄さびや大き目のゴミを取り除くに用います。

イオン交換法は酸性・強アルカリ性の樹脂を通し、イオン化合物を除く方法でこれを行った水がイオン交換水(脱イオン水)です。水の純度の評価には比抵抗を用いますが、およそ数百kΩ・cmの水が得られます。この段階で除けるのはイオン化合物だけで有機物・微生物は...続きを読む


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