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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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