蒸発

炭酸水を日なたに置いて蒸発させたところ、1時間で4g、炭酸水が減少しましたが、これは炭酸が抜けた重さなのでしょうか??気体に重さが無いのに…教えてください!!

No.8 回答者： c80s3xxx 回答日時： 2007/06/05 20:54

ちなみに，というか．．．

炭酸水といっても炭酸の程度はいろいろですが，たとえばコーラは大雑把に3.5倍容程度(15℃換算)の二酸化炭素を溶かしています．したがって，この場合なら6～7g/L程度の濃度になっている計算になります．
コーラよりも炭酸のきつい炭酸水があるというのも釈然としませんし，100gの試料からの重量減少としては，炭酸だけを考えるのでは多すぎますね．

No.7 回答者： yasegarasu 回答日時： 2007/06/05 13:58

既に多くの方が返答されております故、気液平衡による補足のみ致します。

水が蒸発して減少するのは、液体中から水分子が大気中に飛び出す速度の方が、大気中の水分が液中に飛び込む速度よりも速いからです。100℃において水が沸騰するのは、気相中が全て水分子、一気圧の水蒸気で埋め尽くされた場合、100℃の水中から分子が飛び出す速度と、気相中からの戻る速度が同じになる事です。
温度が高いほど、水分子はより液中から飛び出し易くやります。また、気相中の水分子が少ないほど、つまりは湿度が低いほど、水への戻りは遅くなります。同じ湿度であっても、洗濯物に風を当てるとよく乾くのは、洗濯物の表面付近の空気の湿度が局所的に上昇した際、これを効率良く除去するからです。
水をかき混ぜても、同様の事が起こります。浴室にて、バスタブのお湯をかき混ぜると、湯気が多く出ませんか？
水に混ぜ物をした場合、液中の水分子の挙動も変わります。あまり仲良く出来ない(水分子の水素結合による安定化)異物が入ってくると、水は居心地が悪く(熱的に不安定と)なり、より揮発しやすくなります。反対の場合もあります。更に、異物の濃度が高まると、液中の水分子の濃度は下がりますから、その分だけ、揮発の速度は遅くなります。
通常、大気中の炭酸濃度は極めて低いので、大気開放下での“飽和炭酸水濃度”は実質的にゼロになります。
主に気液平衡に関する事項ですが、興味があれば極力薄い本を一読してみて下さい。(文字式の無い範囲にて)　参考までに／

No.6 回答者： w-palace 回答日時： 2007/06/04 21:50

実験結果から合理的に判断すれば大部分は二酸化炭素によるものでしょう。

この結果から大部分が水の蒸発によるものだというのであれば、炭酸水の水が蒸留水などに比べて蒸発しやすいことを説明する必要があります。
また、炭酸水は二酸化炭素の飽和水溶液ではなく、過飽和水溶液ですので、二酸化炭素は抜けやすいですし、飽和溶解度以上に溶けていると考えるべきです。
4gというのはやや多いような気がしないでもありませんが、もしかすると炭酸水にはその程度の量が溶けているのかもしれません。

この回答へのお礼

なるほど!!過飽和水溶液だとは考えてもみませんでした!!
ありがとうございます!!

お礼日時：2007/06/04 22:33

No.5 回答者： kb-nike 回答日時： 2007/06/04 21:36

二酸化炭素は水に溶けて炭酸になります。

常温付近では１容の水に約１容の二酸化炭素（気体）が溶けます。
（水温が低いほどよくとけます。）

二酸化炭素の分子量は44.0です。
（標準状態で）１モルの気体の体積は約22.4lです。

したがって、大雑把に言って、水１lに 44.0/22.4 ＝ 2g ほどの二酸化炭素が溶けることができます。

実験の詳細がわかりませんが、日向に放置したと言うことから、炭酸の抜けと、水の蒸発の両方だと思われます。

因みに、二酸化炭素（気体）の空気にたいする比重は1.5です。
「重さが無い」物質はありません。

この回答へのお礼

順を追ったわかりやすい説明を、ありがとうございます!!

お礼日時：2007/06/04 22:31

No.4 回答者： doc_sunday 回答日時： 2007/06/04 21:15

1ですこの様に大きく違うと二酸化炭素の揮発だろうと言うことになりますが、100ｇの水に4ｇも二酸化炭素が入っているとは驚きです。

この回答へのお礼

気にしてくださって、本当に本当にうれしいです!!
二酸化炭素はあまり水に溶けないはずなのですが…不思議です。

しかし、工業大学1年生の初実験ですので
実験の正確性は低いとおもわれます…

お礼日時：2007/06/04 21:39

No.3 回答者： KusutoFuna 回答日時： 2007/06/04 20:48

2です。

文字がうまく表示されなかったようです。
&#8467の部分にはリットルが入ります。

この回答へのお礼

ありがとうございます!!今回の実験は、　5種類の水を100gずつ(油膜を張った水道水は水道水100gに油13g)上皿電子天秤で量り、プラスチック製の透明容器(6g)にいれたものを7号館202号室に各4個ずつ作り、そのうち2個ずつをベランダに出した。そして1つを風の当たる日陰に、もう1つを光電池用光源を利用し日なたと同じ状態になるように設置した。残りの2個ずつのうち1個ずつを風の当たらない室内の日陰に、残る1個ずつを光電池用光源を利用し日なたと同じ状態になるように室内に設置した。実験の方法を図1に示した。光電池用光源を使う時は、光が均一に当たるようデジタルルックス計を使って照度をある程度合わせた。
そして、設置の際の注意点としては、屋外に於いて強風によって水がこぼれたり、コップがひっくり返ってしまわないように注意した。また屋内に於いても同様に、人通りのある場所に設置しないことが大切である。そして、どちらにおいてもバランスの悪い場所にコップを設置し、コップが倒れてしまわないように十分な注意を払った。
というもので、結果は
表2水の蒸発量の測定結果

水の種類水を設置した環境
　　　日なた(屋外)/日なた(屋内)/日陰(屋外)/日陰(屋内)

水道水(g)　変化なし　-1　　　変化なし　　　-1

蒸留水(g)　　どの状態においても変化なし

炭酸水(g)　　　-4　　　　　-1　　　-2　　変化なし

油膜(g)　　どの状態においても変化なし


というものでした。

お礼日時：2007/06/04 21:07

No.2 回答者： KusutoFuna 回答日時： 2007/06/04 20:46

既出の通り気体にも重さはあります。

標準状態の二酸化炭素（炭酸）だと22.4ℓで数十ｇの重さがあります（詳しい数字は忘れてしまいましたが）。
ということは4ｇでは2リットル前後の二酸化炭素になります。

どの程度の量の炭酸水を用いたのか解らないのでなんともいえませんが
数ℓの炭酸水にならその程度の量の二酸化炭素が溶け込んでいると思います。

もしもそれがごく少量の炭酸水で、コップに入れて日向に置いただけならば、炭酸の泡が弾けるのにのって水滴がコップの外に吹っ飛んだ可能性も考えられます。

No.1 回答者： doc_sunday 回答日時： 2007/06/04 20:24

>気体に重さが無いのに…

気体にも重さはあります。
しかしこの場合は水が蒸発したと考えられます。

この回答へのお礼

本当にありがとうございます!!
大学のレポート課題で教授に質問をいただいたのですが、参考文献が見つからず、グループ6人で悩んでいました。しかし、水が蒸発したと自信ありの回答をいただいたことで、とても安心しました。
しかし、一緒に置いておいた蒸留水、水道水はそれぞれ０g、１gしか蒸発しませんでした…

お礼日時：2007/06/04 20:37