親子におすすめの新型プラネタリウムとは?

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?

A 回答 (3件)

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。
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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
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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。
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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

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Q中和熱の求め方

私は高校生で塩酸と水酸化ナトリウム水溶液の中和の実験をしました。それで分からない問題があるんです(;_;)
(1)中和されたHclの物質量は何molか?
 1.00(mol/l)の塩酸を10.0ml用いりました。
(2)塩酸1molが水酸化ナトリウムと中和反応したときの中和熱は??

最高温度に達したときの塩酸+水酸化ナトリウム水溶液の質量は20.0グラム、水酸化ナトリウム水溶液を加える前と最高温度に達したときの温度差は6.1℃、この中和実験で発生した発熱量は509.96Jとなりました。
ここからどうやって上記の二つを求めればよいのでしょうか??

Aベストアンサー

> (1)中和されたHclの物質量は何molか?

 「mol/L」の意味はお分かりですか?

 「1リットル中に入っている mol 数」を示しています。今使った塩酸は 1.00 (mol/L) ですから,1L中に 1.00 mol 入っています。

 では,用いた塩酸 10.0 ml 中には何 mol?

> (2)塩酸1molが水酸化ナトリウムと中和反応したときの中和熱は??

 (1) で求めた mol 数の塩酸が中和されて,お書きの「509.6 J」の発熱になったわけです。

 では,塩酸 1 mol なら何 J?

Q中和熱

強酸と強塩基の中和熱は57.3KJ ですが、弱酸と弱塩基はこれとは異なる理由が分かりません。
弱酸と弱塩基の中和熱はいくらになるのか、どうしてそうなるのかを教えて欲しいです。
よろしくおねがいします。

Aベストアンサー

例えば、強酸と強塩基である塩酸と水酸化ナトリウムの
中和は以下のように表されます。
HCl aq + NaOH aq = NaCl aq + H2O + 56.5kJ
このとき、HCl、NaOH、NaClは強電解質なので以下のようにも書けます。
(H+ + Cl-)+(Na+ + OH-)=
 (Na+ + Cl-) + H2O +56.5kJ
ここから、Na+ 、Cl-を消せば次の式になりあmす。
H+ + OH- = H2O + 56.6kJ
ということで、強酸+強塩基ならば中和熱は同じなのです。

しかし、酢酸とアンモニアでは強電解質ではないので上記のように
H+、OH-だけにすることはできません。
CH3COOH aq + NH3 aq →CH3COONH4 + QkJ
このとき、酢酸イオンとアンモニウムイオンの結合によって発熱がありますが、
それよりもほとんど電離していない酢酸とアンモニアを電離させるのに多くの
エネルギーが必要になります。そのため、通常は56.5kJよりも
かなり低い値になります。
ちなみに、アンモニアの電離熱は以下の通りです。
NH3 + H20 = NH4+ + OH - 6.3kJ
ということで、弱酸、弱塩基の中和は強酸・強塩基のときよりも、
5~10kJ少なくなることが多いです。

例えば、強酸と強塩基である塩酸と水酸化ナトリウムの
中和は以下のように表されます。
HCl aq + NaOH aq = NaCl aq + H2O + 56.5kJ
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(H+ + Cl-)+(Na+ + OH-)=
 (Na+ + Cl-) + H2O +56.5kJ
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Q硫酸を水で希釈する時に発生する希釈熱の求め方

硫酸を水で希釈する時に発生する希釈熱はどういう方法で求めるのでしょうか。
また実用的な計算式のようなものがあれば教えてください。
学問的に調べるのではなく、実際の作業上発熱量を知っておきたいので数パーセントの誤差があってもかまいません。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

 溶解熱:物質1molを多量の水に溶解するときの発熱量または吸熱量。
 H2SO4+aq=H2SO4aq+19.0kcal
 これは、濃硫酸(98g=1mol)を多量の水に溶かしたとき(希硫酸をつくったとき)発生する熱量が19.0kcal/molであることを示す式です。
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 使用する濃硫酸の量および、水の量(溶解した希硫酸量)が分かれば求められます。

Qヘスの法則の実験での誤差

操作方法は以下のとおりです。
A<水酸化ナトリウムの溶解熱>
1.発泡スチロールの容器に水を100ml 入れる。
2.水温を測定する。
3.水酸化ナトリウム約2g(正確に質量を記録する)とる。※今回は2.76g使いました。
4.発泡スチロールの容器に水酸化ナトリウムを入れる。
5.スターラーで撹拌しながら15秒おきに液温を測定する。
注意:水酸化ナトリウムは粒状だから,2.00gを正確にはかりとることはできない。また,潮解性なので素早くはかりとる必要がある。

B<中和熱>
1.1.0mol/L塩酸50ml をメスシリンダーで測りとる。
2.液温を測定する。
3.1.0mol/L水酸化ナトリウム水溶液50ml を測りとる。
4.液温を測定する。
5.発泡スチロールの容器に入れた塩酸に,水酸化ナトリウム水溶液を加える。
6.スターラーで撹拌しながら5秒おきに液温を測定する。
注意:液体どうしの反応は速い。

C<水酸化ナトリウムと塩酸の反応熱>
1.発泡スチロールの容器に1.0mol/L塩酸50ml と水50ml を入れる。
2.撹拌し,液温を測定する。
3.水酸化ナトリウム約2g(正確に質量を記録する)とる。※今回は2.74g使いました。
4.発泡スチロールの容器に水酸化ナトリウムを入れる。
5.撹拌しながら15秒おきに液温を測定する。
注意:水酸化ナトリウムは粒状だから,2.00gを正確にはかりとることはできない。また,潮解性なので素早くはかりとる必要がある。
その結果  
外挿によって求めたΔt[℃]、Naohのmol、HCLのmol 、発熱量[J] 、NaOH1mol当たりの発熱量[kJ]の順に。  
A 6.2℃ 、0.069mol 、 なし 、2604J、 37.74kJ
B 6.4℃ 、0.050mol 、0.050mol 、2688J 、53.76kJ
C 14.7℃ 、0.069mol 、0.050mol 、6174J 、89.48kJ

となりA+B(37.74+53.76)=C(89.48)となりませんでした。
なぜでしょうか?水酸化ナトリウムの潮解性がひっかかるのですが、それが最大の理由なのでしょうか?

操作方法は以下のとおりです。
A<水酸化ナトリウムの溶解熱>
1.発泡スチロールの容器に水を100ml 入れる。
2.水温を測定する。
3.水酸化ナトリウム約2g(正確に質量を記録する)とる。※今回は2.76g使いました。
4.発泡スチロールの容器に水酸化ナトリウムを入れる。
5.スターラーで撹拌しながら15秒おきに液温を測定する。
注意:水酸化ナトリウムは粒状だから,2.00gを正確にはかりとることはできない。また,潮解性なので素早くはかりとる必要がある。

B<中和熱>
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Aベストアンサー

水100ml(=100g)にNaOHを2.7g入れるのですから全体は102.7gになります。
100gの水の温度を上げるよりは少し多い目の熱が必要になります。

Q★濃塩酸→希塩酸★

学校の実験をするにあたって

濃塩酸を希塩酸にしなければ

ならないのですが、この薄める際にどのようにして

薄めればいいのでしょうか???

ただ単にむやみに水を流しこんでは、いけないと思うのですが・・・。

なにせ、本当に素人なのもですから、丁寧に手順を
教えてくれたらうれしいです。

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

基本的に酸やアルカリを希釈するときは、水を入れてはいけません。特に硫酸や苛性ソーダだと危険なことになりかねません。

純水をメスシリンダーで測ってビーカーやフラスコに入れ、スタラーなどで攪拌しながら(ガラス棒でも可)、そこに「少しずつ」必要な量の塩酸を加え(メスシリンダーやメスピペットではかっておく)、必要な濃度にします。

「塩酸、希釈」などで検索してみてください。

http://www.e-sensei.ne.jp/~ashida/calcgrap/apadj003.html
http://www.city.obama.fukui.jp/~edu/rika/model/kosyu/kosyu_d03.htm

Q水酸化ナトリウムについて、至急教えてくださーい。

水酸化ナトリウムについて、至急教えてくださーい。

水酸化ナトリウム48%の水溶液を、水で20%に希釈したときの発熱温度を教えてください。

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非常におおよそですが、
25℃の50% NaOHを、25℃の水で20%に希釈すると、希釈後の溶液は60℃弱になるようです.

http://chem-eng.blogspot.com/2006/10/heat-of-dilution-for-naoh-solution.html

正確には、化学便覧に載っている希釈エンタルピーを参照して計算するのがいいのですが、手元に化学便覧がないので・・・

Q臭化n-ブチルについて。

n-ブチルアルコールと臭化ナトリウムから臭化n-ブチルを合成するときに出来る副生成物は何ですか?反応機構を考えたのですが、わかりませんでした。助けてください…

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 私もkuroko-sanと同じような方法で合成をしました。この場合、臭化n-ブチルの生成はSN2反応で進んだと考えられます。この時に考えられる副生成物はジブチルエーテル(C4H9-O-C4H9)と1-ブテン(CH3-CH2-CH=CH2)です。
 
 まずn-ブチルアルコールの-OH基のOが、硫酸のプロトンを引き抜き、n-ブチルアルコールが
    CH3-CH2-CH2-CH2-OH2+ 
になります。このOH2+がついたCに、別のn-ブチルアルコールの-OH基のOが背面攻撃します。そして反転が起こり、ジブチルエーテルとH20が生成します。
 
 1-ブテンの生成は、アンチ脱離によって起こります。先述したように、n-ブチルアルコールと硫酸の反応で、n-ブチルアルコールは
    CH3-CH2-CH2-CH2-OH2+
になります。この左から3つ目のCについたHが、臭化物イオンにより引き抜かれ、左から3つ目のCと左から4つ目のCとが二重結合を形成するのと同時に、左から4つ目のCについたOH2+が脱離して、1-ブテンとH2OとHBrが生成します。
 
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    CH3-CH2-CH2-CH2-OH2+ 
になります。このOH2+がついたCに、別のn-ブチルアルコールの-OH基のOが背面攻撃します。そして反転が起こり、ジブチルエーテルとH20が生成します。
 
 1-...続きを読む

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「内的自然増加率」って何なのですか!?
 全く捉えどころがありません!!
 どうかよろしくお願いします・・・!!! 

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特に制約がない場合の、増殖割合です。
広い空間に十分な食料など、整えられた環境におかれた場合の
理想的な増加率です。

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   dN/dt = rN
のモデルで表されます。これを解くと、
  N = A*exp(r*t)
ここでAは、t=0のときの個体数です。
理想的な環境では、指数関数的に、爆発的に増加する、ということです。

例えば、ある種のハエは、
   平均寿命 T=80  (日)
   内的自然増加率 r=0.07 (雌1匹1日あたり)
ですので、はじめA=1匹の雌は、死ぬころに
   N=1*exp(0.07*80)
これを計算して、約270匹に増加することになります。


 実際には、個体数が増えると、その固体密度が高いため、それまでの増加率を維持できなくなるなど、このモデルに手が加えられることになります。

Qジアンミン銀イオン溶液に硝酸を入れて酸性に

 化学のレポートが進まなくて困っています。
ジアンミン銀(I)イオンを含んだ水溶液に、硝酸を加えて酸性にすると、白色沈殿が生成したのですが、これは塩化銀でしょうか?また化学反応式はどのようなものになるのでしょうか?
 ご存知の方、ご教授お願いいたします。

Aベストアンサー

陽イオンの系統的分離ですね。
だとすれば、塩化物イオンが共存しているでしょうから、AgClが沈殿したと考えてよいでしょう。
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ただ、質問の仕方として、ジアンミン銀(I)イオンを作る前の状態に関する記述も必要です。すなわち、文面からは塩化物イオンが共存していると考えることはできません。

Qジアンミン銀(I)イオンの反応

塩化銀にアンモニア水を加えるとジアンミン銀(I)イオンと塩化物イオンが生じます。その後に白色沈殿が出来るまで硝酸を加えます。
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AgClは白色の沈殿で難溶塩の一つです。これに過剰のNH3を加えると、
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NH3と中和が進むため、錯イオンが壊れてAg^+は再びCl^-と
結びついてAgClの白色沈殿を作ります。
[Ag(NH3)2]^+ + Cl^- + 2HNO3 → AgCl↓+ 2NH4^+ + 2NO3^-


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