中和熱の測定実験からなんですが、

１．氷が水になるとき、体積が減少するのはなぜなんでしょうか？
２．体積変化から熱量を計算することは可能なのでしょうか？

No.3 回答者： w-palace 回答日時： 2006/05/15 09:30

補足です。

以下の方法で計算可能後思います。
減少した体積から、溶けた氷の重さを計算すると
0.156÷{(1.000/0.917)-1.000}＝1.72 (g)
したがって、発生した熱量は
1.72x(6.00/18)=0.57 (kJ)
ということになります。

HClとNaOHの中和熱は56.5kJ/molです。今回の実験では0.018mo分の中和反応が起こっているので、56.5x0.018=1.02 (kJ)程度になるはずですので、計算間違いがなければ、かなりの誤差があるようですね。試験管で発生した熱が十分に氷水に伝わらなかったのかもしれませんね。

No.2 回答者： w-palace 回答日時： 2006/05/15 00:23

2に関して、精度の高い実験ができるかどうかは別として、理屈でいえば可能だと思います。

氷が残っている状態では０℃ですので、水の密度と氷の密度は調べればわかります。したがって、１gの氷が溶けたときの体積減もわかります。１gの氷が溶ける時に吸収する熱量も調べればわかります。
したがって、体積減を調べれば、熱量の計算は可能です。ただし、はじめの氷の温度が０℃である必要があります。そのためには、氷が一部溶けて、氷水になった状態から測定を始めて、氷が溶けきる前に測定を終わらせる必要があります。

この回答への補足

氷水でいっぱいにした広口ビンに１ｍｌメスピペットと試験管を差し込んだゴム栓をつけ、氷水でいっぱいにした１０００ｍｌビーカーの中に入れて氷熱量計を作ります。そして、広口ビンの試験管に６ＭのＨＣｌを３ｍｌ入れました。別の試験管に６ＭのＮａＯＨを４ｍｌ入れビーカーに漬けておき、１０分程度おいて全体を０℃にしました。このとき１ｍｌメスピペットのメニスカスは０にしておきました。そこでＮａＯＨを広口ビンの試験管に加え中和させました。広口ビン内の氷は中和熱で溶け、１ｍｌメスピペットのメニスカスは低下していきます。この体積変化ΔＶが０．１５６ｍｌだったのですが、これを使って熱量は求まるのでしょうか？水の分子量１８、氷の融解熱ΔＨ＝６．００kJ/mol、水の密度＝１.０００g/cm^3、氷の密度＝０．９１７g/cm^3としたときです。

補足日時：2006/05/15 00:55

No.1 回答者： tyun-cocco 回答日時： 2006/05/14 22:13

1.まず、氷は隙間の多い構造なんです。

(∵水素結合)それで、水になるとき、その構造が壊れてしまうんです。それによって隙間がなくなり、体積が減少します。これは図を見たらすごくよく分かります。参考書の氷(結晶とか、水素結合のあたりだと思います)のところに載っていると思うので確認してください。図を見れば、かならず分かりますよｗ

2．んー私は無理だと思います。理由は↑で書いたことです。熱量とは関係なさそう・・・ですが、専門化ではないので私には分かりません＾＾；ごめんなさい。ただ、１は大学受験でも取り扱われる範囲なので、間違いありません。

この回答へのお礼

お返事ありがとうございます。質問１に関しては理解できました。本当にありがとうございました。

お礼日時：2006/05/14 22:20