高校化学で、「塩素」の製法について

「二酸化マンガンに濃塩酸を加えて加熱し、発生した気体を水のはいったビンを通して塩化水素を除き、濃硫酸のはいったビンを通して水を除き、下方置換であつめる」についてですが、

発生した気体の中に塩素と塩化水素と水蒸気が含まれるんですよね。

それを水に通すと、塩化水素だけでなく、塩素まで水にとけてしまうのではないんですか?

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A 回答 (3件)

塩素は、気体としては比較的多く水に溶けますが、水と同体積程度までは解けません。


塩化水素やアンモニアは、水の数千倍もの量が溶けます。

塩素も結構な量を損しますが、塩化水素は完全に除去されるので、この方法を採ります。

塩素も炭酸くらいには水に溶けるんじゃ、という疑問を抱かれているのであれば、それは当たりです。ただ、そのくらいの損は、気にしないというのが回答になります。

気になるようでしたら、塩化水素かアンモニアを大きなゴミ袋につめて、そこに1滴の水を入れて何が起こるかをみてみてください。
塩素でも同様なことをやってみると、カンタンに納得できると思いますよ。
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この回答へのお礼

そうだったんですか!「そのくらいの損は気にしない」という考えがありませんでした;
これをみてからのイメージもバッチリです!ありがとうございました

お礼日時:2009/05/30 10:32

「よく溶ける」とか「あまり溶けない」とかいってもどの程度かがわからないとピンときませんね。


理科年表で溶解度(20℃、モル比)を調べて見ました。
塩素は空気の120倍、二酸化炭素の2.6倍溶けます。
塩化水素は塩素の190倍溶けます。
アンモニアは塩素の300倍です。
(数千倍なんてことはありません。)

もう1つ考えられることがあります。
塩素が水に溶けると
Cl2+H2O⇔HCl+HCO
の反応が起こります。
水の中ではCl2,HCl,HClOの3つが平衡で存在しています。
この式からHClの溶けている水にはCl2は溶けにくくなるということが分かります。(平衡移動の原理をもう習われましたか。)

※上に書いた溶解度の値は別々に溶かしたときのものです。2つの気体を一緒に溶かすときは溶解度が変化する場合があるのです。

※塩素が水によく溶けるというのは水に溶けたCl2が上の反応式で示されているように別の形に変化しているからです。水の中に溶けた塩素がCl2の形だけでしか存在出来ないとすると多分酸素程度にまで溶解度が小さくなるだろうと考えられます。酸素と塩化水素は1万倍以上の違いがありますから塩素はもう水に溶けなくなっていると言ってもいいでしょう。
※酸素、窒素、水素、一酸化炭素、アルゴンは皆同程度です。違いは約2倍です。

※市販の濃塩酸の濃度は約12M(約36%)です。この濃度は溶解度から考えられる値よりもかなり小さいです。溶解度いっぱいまで溶かしたものをビンに入れて売っているわけではありません。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
塩素と比べての溶解度をみておどろきました。
わかりやすかったです。

お礼日時:2009/05/30 10:28

塩化水素は水に非常によく溶けますが、塩素はあまり溶けません。


なので、水がひどく多いとかアルカリ性であるとかいうのでなければ問題ありません。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
さらし粉での発生実験では水にいれて処理していたので「とても溶けやすい」とおもいこんでました。それは水がおおかったからなんですね

お礼日時:2009/05/30 10:34

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生体はアカヒレ、アフリカンランプアイ、オトシンクルス、レッドビーシュリンプです。

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水道水のpH測定は、生水、浄水器出水とも、24時間以上汲み置きしてから測定します。
浄水場から家庭の蛇口まで、圧力を掛けて送水します。
このため、送水途中で窒素、酸素、塩素、二酸化炭素など、様々なガスが溶け込みます。
この、溶け込んだガスが自然抜気し、水道水が安定状態になってから測定しないと正しい数値は得られません。

家庭用浄水器は、水道水中のアルカリ性物質(カルシウムやマグネシウム)も30%~50%程除去します。
家庭用浄水器(中空芯フィルター)の寿命は、水道水中のカルシウムが中空芯に詰まり、通水量が減少によります。

なお、ミネラル成分(カルシウムやマグネシウム)が多めの(おいしい)水道水は、浄水器で濾過すると若干酸性に傾きます。

> この浄水器の水を水槽に使用しても問題はありませんか?
・問題ありません。
UZC2000は中空芯式浄水器です。
うちも、長年、中空芯式浄水器「トレビーノとミズトピア(パナソニック)」で、水槽水替え用水を作っています。

もしも、心配ならば「麦飯石」を一つ、水槽内に投入しミネラル不足の防止すればOKです。
(飼育水中のミネラル分が不足すると、希にエビが脱皮不全で突然死する可能性があります)
http://www.shopping-charm.jp/ItemDetail.aspx?tid=14&catId=1175080000&itemId=15503

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浄水場から家庭の蛇口まで、圧力を掛けて送水します。
このため、送水途中で窒素、酸素、塩素、二酸化炭素など、様々なガスが溶け込みます。
この、溶け込んだガスが自然抜気し、水道水が安定状態になってから測定しないと正しい数値は得られません。

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クロロギ酸メチルとメタノールの反応で生じる塩化水素を除きたいのですが、どのようにすればよいのでしょうか。塩化水素と反応する物質としては亜鉛などの金属・アミン・アルカリが思い浮かぶのですが、アルカリは水が生じるので却下ですよね。これらの脱塩化水素剤はどの段階で加えればよいのでしょうか。
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水素水と活性水素水の違いというのは、学術的にきちんとした定義がある訳ではありません。販売業者やメーカーによって様々な呼称が使われているだけのことです。活性水素水のことを単に水素水と呼ぶようになったとも言えますし、その作り方の違いで活性水素水と水素水を使い分けたりしますが、明確に決められたものはありません。これらは、科学的な用語というよりも業界用語と言ったものです。

水素水というのは、溶存水素濃度が高い水のことなのですが、その溶存水素がどのような状態で存在するかが議論されています。「活性水素」というのは、九州大学の白畑先生が1998年に発表された仮説で、原子状水素がコロイド状のミネラルに吸着されて水の中に存在し、それが強い還元力(抗酸化力)を示し、過剰な活性酸素を消去するというものです。この発表が様々な議論を呼び、その真偽を確かめるための研究が今日まで続けられてきた中で、原子状の活性水素でなく、高濃度に溶け込んだ水素分子でも抗酸化作用を示すという研究結果なども発表されています。

作り方としても、昔からアルカリイオン水と呼ばれていた電気分解することによって作る還元水やマグネシウムと水との酸化還元反応によって作る還元水、高圧充填によって溶存水素濃度を高めてアルミ容器に封入した水素水など、水素が溶け込んだ水が水素水であり、この溶け込んだ水素の一部が反応性が高く還元力がより強い活性状態の原子状水素であるとするものが活性水素水です。一般的には一部の電解整水器メーカーが電解還元水のことを活性水素水と言っています。

では、なぜこれらに水が注目されているのかというと、話は単純です。
人は酸素を使って活動エネルギーを産生していますが、細胞内でこの酸素を燃焼される過程で、活性酸素という酸化力の強い物質が出来てしまいます。この活性酸素が生活習慣病や老化の元凶と医学界では言われています。
昨今の生活環境や生活習慣は、この活性酸素を過剰に産生するため、体内で作られる抗酸化酵素だけでは、体内の酸化を抑制することができなくなっています。つまり、体内環境が酸化環境になっているのです。
では、この過剰な活性酸素をなくすにはどうするかが問題になりますが、昔から様々な抗酸化物質が注目されていました、ビタミンC、ビタミンE、ポリフェノール、CoQ10などです。
水素というのは化学の定義からいっても究極の還元剤であり、過剰な活性酸素を消去できる力があると考えられる訳です。
では、どうやって水素を体に取り込むかということと、どうやって過剰な活性酸素と化合させるかが問題となるのですが、水に溶け込ませて吸収させたら、それらしい効果が出ていることがわかりはじめたのです。しかし、これだと、あまりにも単純すぎて従来の医学理論にそぐわないことに加え、医学的、科学的にきちんと論証できないが故にその真偽が議論されている最中なのです。

私自身、自分で還元水を飲み始めて、体調がすこぶる良くなったので、何故かと不思議に思って調べたのですが、単なる個人的な思い込みにみを頼りに、疑似科学だとか、インチキ商品、悪徳商法と非難する人が多いのも事実である反面、その効果によって素晴らしい恩恵を受けておられる方がたくさんおられるのも事実です。

一般の方々で水素水を非難しておられる多くの方が引用しておられるのが、山形大学の天羽准教授がつくられた「水商売ウォッチング」というサイトなのですが、あのサイトに書かれていること事体は既に時代遅れになっており、水素水や還元水については、様々な研究によって解明されていくに従い、天羽准教授ご自身の昔の言動と矛盾し始めたために、今では全く更新されなくなり、まともなことも言えなくなっているようです。自ら体感された上での記述ではないので、大学の先生だから間違っていないだろうと信じてしまうのは早計です。
科学的に説明できないことは、この世にはまだまだたくさんあります。もし、人の生命とか健康が科学的に完全に解明されているのなら、病気で苦しむ人々はいなくなる筈です。

水素水や活性水素の効果、効能は完全に理論的解明がなされた訳ではなく、まだ研究段階です。
しかし、その恩恵を授かった人は数多くおられ、これらの水の効果を信じるか信じないかは、あなたご自身の判断だと思います。

水素水と活性水素水の違いというのは、学術的にきちんとした定義がある訳ではありません。販売業者やメーカーによって様々な呼称が使われているだけのことです。活性水素水のことを単に水素水と呼ぶようになったとも言えますし、その作り方の違いで活性水素水と水素水を使い分けたりしますが、明確に決められたものはありません。これらは、科学的な用語というよりも業界用語と言ったものです。

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