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「pHの計算値と実測値が異なっていたとしたら、それはなぜか理由を説明せよ」という問題があったのですが、どうしてでしょうか。
考えてみても調べてみてもなかなかはっきりとした答えがわかりません。ヒントもしくは、解説をしていただけないでしょうか。

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計算 値」に関するQ&A: 極限値の計算

A 回答 (4件)

指摘がないのが不思議ですが、pHメーターは「極端」な条件では使用できませんので、それも考慮して下さい。


あくまでも「標準溶液」で校正できる範囲内がpHメーターの能力域です。
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人為的なミスか、周りの環境が影響しているかのどちらかだと思います。



人為的なミスの例
酸性の物質とアルカリ性の物質の混ぜる量の間違い

環境による影響の例
周りの温度や湿度

計算通りにいかないのが現実であって物理の計算も計算通りにいかないことがほとんどです。
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計算による理論値は活量を考慮すればかなり実測値に近づくと思いますがそれにも限度があるでしょう。



だから一番大きな要素は活量の問題だと思いますが如何でしょうか。
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ヒントは温度、ヒューマンエラー。



PH計の原理を理解している人であれば答えを出すことができます。
ヒューマンエラーは…そのままですね。
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Q理論値との違いの理由

塩酸、水酸化ナトリウム水溶液共に0.1、0.01、0,001、0.0001、0.00001Mの稀釈溶液をpHメーターを用いてpHを測定しました。
各水溶液とも理論値と若干ずれた値がでています。
それはなぜかわかるかたいらっしゃいましたら教えてください。

Aベストアンサー

単純 誤差があるから

図るのもすべて正確な値は表示しません
ある誤差を含んだ範囲しか測定できないのです

他には
・使用した水が純粋な水でなかった
・ビーカ等に付着物があった
・測定にミスがあった
・測定器の取り扱い方が正確でで無かった
 測定器によっては、つかう前に校正をしないといけない物もある
 電気をいれた直後は安定しない
 電気をいれて2時間後くらいに使用しないといけない
・精度がいるのに精度がない測定器をつかった
 なんかがあります

 たぶん 誤差ですね

例で書くと
 重さを量るとします

 誤差が±3%の測定器をつかうと

 正確な100gの物なら
 97~103gの範囲のどれかを値がでますけどね

QpHメーター

水溶液をpHメーターで測定した値とその水溶液との理論値とで誤差が生じるのはpHメーターの精度の問題の他に何が考えられるでしょうか?また、誤差をできるだけ少なくする為にはどのようにすればよいでしょうか?

Aベストアンサー

みなさんが言われているように温度によって値は変化します。pHメータによっては手動で温度を入力するものや、電極に温度センサが内蔵されており、自動的に温度補正してくれるものもあります。

それからpHメータによっては(古いもの?)、電源を投入してすぐに測定すると誤差が大きくなる気がします。あらかじめ電源を投入しておいて、しばらくたってから使用するとよいと思います。

また、通常の水溶液を測定する際には問題になりませんが、土壌pHを測定する時には塩類濃度が大きく影響します。測定対象の塩類濃度が高いと実際の値よりpHが低く出てしまうようです。土壌のpHを測定する際には、普通蒸留水を加えて懸濁液のpHを測定するのですが、塩類を多く含む場合には蒸留水の代わりにKCl溶液を用いることが推奨されています。

QpHの実測値

pHメーターで酢酸やアンモニアのpHを測定した時、理論式で求めたpHとpHメーターによる実測値に違いが出るのは、気温の他にどのような要因があるのでしょうか?
溶液を準備してから測定するまでに少し時間が空いて(数分)しまったのですが、それも要因になりますか(空気と反応した、等・・・)?

Aベストアンサー

工業系の測定では.

攪拌不足による部分的低濃度・高濃度の水塊の存在
電極温度と溶液温度の違いによる水解離度の変化(というか.他の影響を全部水の解離定数の違いとして補正していたのが私です)
電極の乾燥による劣化(1回乾いたら1週間以上水につけておく)
電極の汚染(微小電極の場合難溶せいぶしつの付着が検出部に発生した場合.沈殿のpHを図ってしまう)
カラメル電極の汚染(最近はきれいな電極が多く出回っています)
高濃度のアルカリを測定した場合には.炭酸ガスによる中和のほかにアルカリ誤差や電極の腐食が考えられます

今思いつくのはこの程度です。

Q緩衝能についてです。

先日、pHと緩衝能についての実験をしたのですが、よくわからないことがあったので質問させていただきます。よろしくお願いします。

(1),水のpHは、酸およびアルカリを最初0.1ml添加したときには3以上変化するのですが、その後添加量1mlまで1程度しか変化しないのはなぜなんでしょうか?
また、(2),水に関する実験でpH変化が小さい領域(添加量にして0.1mol以上、1ml以下)は、「緩衝能がある」とは言わないのはなぜなんですか?

(1)に関してはまったくわからないので詳しく教えていただけたら幸いです。
(2)は、水で希釈するなどして濃度を変えるとpHが変化するからかなと思うのですがまったく自信がありません。

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

(1)ごく普通の滴定曲線を見ればわかるとおもいますが、緩衝溶液でもなんでもない溶液でしたら酸性か塩基性になったとたんにすぐに溶液のpHは移動しますよね。これはH+やOH-が加えた分だけ急激に増加し始めるからです。変化しにくくなったのは、ほぼその酸のpHに近づいたためではないでしょうか?

(2) 緩衝とは”加えた酸や塩基の作用を打ち消すような働き”のことをのべており、その作用のある溶液のことを緩衝溶液といいます。たとえば、酢酸と酢酸ナトリウムを加えた溶液に普通なら強く酸性になる
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CH3COO- +H+→CH3COOH
結果としてpH(=H+濃度)はほとんど変化しません。かりに塩基を入れてもこの逆の反応により、失われたH+が供給されるのです。

水における変化が少ないのは濃度が極端に薄いことによりあまり変化が見られないだけであって、緩衝による機構が働いているわけではありません。

Q水蒸気蒸留によるエッセンシャルオイルの調製について

わからないので是非教えて下さい!

留出液中の精油の存在状態を考え、エーテルにより抽出を行った理由を述べよ

Aベストアンサー

「留出液中の精油の存在状態を考え」とありますが、
その部分が無いので何とも言えませんが...

抽出作業では一般には水層と油層の2層に分かれるとが多い
のですが、そうならない場合もあります。

とくにローズオイルなどの天然に微量に存在する物質の抽出では、
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いわば、極めて薄いローズ水のような感じです。
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くらいに上げることができます。

Q検量線に吸収極大波長を用いるのはなぜですか?

Fe(II)イオンのo‐フェナントロリンキレート錯体の吸光度を測定し、横軸にFe(II)イオンの濃度、縦軸に吸光度をとって検量線を作成するという実験をおこないました。

この際、波長は吸収極大波長である510nmを用いたのですが、吸収極大波長を用いる理由は何でしょうか?

吸収極大波長以外の波長を用いると、何か不都合でも生じるのでしょうか?

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よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

まず、吸収極大波長を用いると感度が良くなります。よって、より低い濃度でも測定できます。
また、ノイズの影響を小さくする(SN比を大きくする)ことが出来ます。
あと、今回はおそらく関係ないかと思われますが、近い波長に吸収がさらにあると極大波長以外の場合、どちらの波長の吸光の影響が大きいか分からなくなります。


しかし、最大の原因は基本的に吸収極大波長で取るのが普通だからです。他で取ると、過去の知見を生かすことが出来ません。

Q可溶性塩と不溶性塩について

なぜ、可溶性塩と不溶性塩があるのですか??また、2価の金属イオンが硫酸イオンや炭酸イオンと混ざると不溶性塩を作りやすいのはなぜなのか教えてください(>▽<)

Aベストアンサー

 まず,塩がどういった化合物かですが,塩は「陽イオン」と「陰イオン」がイオン結合をしています。

 塩はイオンが結合したものですから,分極している水分子との間にも相互作用が可能です。つまり,「陽イオン」と「水分子のδ-に分極した酸素原子」との間に引力が働きます。同様に,「陰イオン」と「水分子のδ+に分極した水素原子」の間にも引力が働きます。

 この水分子とイオンとの間に働く力がイオン結合に打ち勝って,陽イオンと陰イオンをバラバラにする事が出きる場合,その塩は水に溶けます。逆に,イオン間の結合の方が強くて,水分子との間の力でイオンを引き剥がせない場合は,水に溶けない事になります。

 簡単ですが,下記サイトの「化学 I」の「第2章 純物質の性質」の「2.4 分子の性質」に図がありますので参考にして下さい。

 ・http://www.ed.kanazawa-u.ac.jp/~kashida/
  高等学校_化学_テキスト

 次に2価の金属イオンの不溶性塩についてですが,以前に類似質問に回答した事がありますので,それを御覧になって下さい。

 ・http://odn.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=224765
  QNo.224765 塩が沈殿するかしないか?

参考URL:http://www.ed.kanazawa-u.ac.jp/~kashida/, http://odn.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=224765

 まず,塩がどういった化合物かですが,塩は「陽イオン」と「陰イオン」がイオン結合をしています。

 塩はイオンが結合したものですから,分極している水分子との間にも相互作用が可能です。つまり,「陽イオン」と「水分子のδ-に分極した酸素原子」との間に引力が働きます。同様に,「陰イオン」と「水分子のδ+に分極した水素原子」の間にも引力が働きます。

 この水分子とイオンとの間に働く力がイオン結合に打ち勝って,陽イオンと陰イオンをバラバラにする事が出きる場合,その塩は水に溶けます。逆...続きを読む

Q中和適定についてです

中和適定で適定値に誤差ができる理由を教えてください

Aベストアンサー

 どんな薬品・器具を使い、どんな手順で測定したかを書かないと、回答できない質問ですね。なんとなく実験レポートの考察課題のような……

 まず、試薬の濃度の誤差。試薬に何を使うか質問に書いてありませんが、シュウ酸などは潮解をしないので比較的正確な濃度の液が作れますが、質量測定の誤差・メスフラスコに入れる水の量の誤差などがあり得ます。

 測定の際の各液の体積の測定誤差。
 器具も何を使うか書いてませんが、メスピペットなどではかり取る液の量の誤差や、ビュレットの目盛りの読み取り誤差。
 あと、器具の洗浄関連で、きちんと共洗いをすべきところをしていなかったりすれば、誤差が大きくなります。

 中和点を決定するところの判断。
 指示薬の色の変化を見ますので、測定の個人差が出るでしょう。

 一滴の体積がある程度あること。
 一滴落とすときは中和前で、一滴落としてしまうと中和典雅すぎてしまう、というとき、一滴の体積の範囲の誤差が出ます。

 空気中の二酸化炭素が溶けこむことによって、試薬のpHが変動する誤差。

 実験にかかる時間によっては、水の蒸発によって試薬の濃度が変わることもあるかも知れない。

 思いつくままにあげてみましたが、実験手順によって、どの誤差が大きくなるかは違ってくると思います。

 どんな薬品・器具を使い、どんな手順で測定したかを書かないと、回答できない質問ですね。なんとなく実験レポートの考察課題のような……

 まず、試薬の濃度の誤差。試薬に何を使うか質問に書いてありませんが、シュウ酸などは潮解をしないので比較的正確な濃度の液が作れますが、質量測定の誤差・メスフラスコに入れる水の量の誤差などがあり得ます。

 測定の際の各液の体積の測定誤差。
 器具も何を使うか書いてませんが、メスピペットなどではかり取る液の量の誤差や、ビュレットの目盛りの読み取り...続きを読む

Q減圧留去(減圧蒸留)の仕組みについて

減圧留去の仕組みがいまいち分からないので教えてください。
実験で、アニリンをエーテルに溶かしたもの、トランススチルベンをエーテルに溶かしたものそれぞれをロータリーエバポレーターを使って減圧留去しました。
この時蒸発しているのはエーテルのみだと思うのですが、エーテルは減圧しなくても沸点がもともと低いのに、なぜ減圧する必要があるのか?
アニリン、トランススチルベンはこの時どのような挙動をしているのか?
この2点が分からないため、ロータリーエバポレーターの仕組みもいまいち分からなくなってしまいました。
お答えよろしくお願い致します。

Aベストアンサー

ロータリーエバポレーターとは減圧して溶媒の沸点を下げることで、溶媒の留去をすばやく行うための装置です。
エーテルは沸点が低いとはいえ、室温では飛ばしきるのに時間がかかります。だから減圧して飛ばします。

アニリン、トランススチルベンの挙動ですが特に何も起きません。沸点に達していないはずなので、殆ど蒸発しないからです。

突沸自体がデメリットの塊です。突沸するとトラップからモノを回収して減圧留去をやり直す必要があります。その過程で欲しいモノをロスしたり、トラップについている汚れが混ざる可能性などがあります。

突沸を防いでいるのはフラスコの回転です。減圧で突沸が防げるわけがありません。
モノが濃縮されるのは溶媒だけが留去されるからです。

あと、蒸留と留去は別の操作です。混同してはいけません。

Q水蒸気蒸留の実験について

水蒸気蒸留の実験で、水蒸気蒸留フラスコ(枝付フラスコ)に安全管(60cm~1mのガラス管)をつけたのですが、なぜ安全管をつけたのかがわかりません。枝付フラスコには水を半分くらいと沸騰石を2個位入れました。沸騰石を入れたのだから突沸防止ではないと思うのですが・・・。本で調べたら爆発を防ぐためと書いてあったのですが、そうなのでしょうか?そうだとしたら、なぜ爆発するのでしょうか?どなたか分かる方教えて下さい、お願いします。

Aベストアンサー

大昔の経験ゆえ、外れているかもしれませんが、、、

水蒸気は有機物に吹き込みますね。その時、吹き込み口が詰まる可能性は無いですか。詰まってしまった場合は、水蒸気を発生する系の圧力が上がるので、破裂する恐れがあります。そのために、安全管が必要です。
また、水蒸気の圧力があまり高くならないように調節する機能もあると思われます。


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