3.可燃性物質の取り扱い：エタノールを用いて

「動　画」

[欠席者用：参考資料]　　

No.3　

「表　題」
取り扱いに注意を要する可燃性物質「エタノール」の燃焼実験

「目　的」
空き缶にエタノールを入れて点火すると、その量が少量であっても激しい燃焼反応が起こる場合がある理由を考える。

「概　説」
1.エタノールの燃焼：エタノールやガスバーナーへの点火も、ただ単に燃料成分に点火してもメラメラと燃えるだけである。エタノールが[　完全　]燃焼するときの化学反応式は次の通り。　

C2H5OH + [3]O2 → [2]CO2 + [3]H2O

この反応式は１molのエタノールが3 molの酸素と反応し、2 molの二酸化炭素と3 molの水(ほぼ液体)が生成することを示している。

2.燃焼範囲：実際の化学反応では、空気中の酸素が利用されることや大量の熱が生じること、生成物の性質など、もう少し複雑な要素も絡んでくる。エタノールの蒸発燃焼が可能な燃焼範囲は3.3～[19.0　]%であり、水素やアセチレンと比較するとその範囲は[　狭　]いため、可燃性物質としてはやや扱いやすい部類に属する。

「準　備」
アルミ缶(ストレートタイプ：事前準備！)　缶切り　鉄クギ　ガムテープ　エタノール約5 mL　試験管立て　1 mL駒込ピペット　紙コップ　ライター

「操　作」
1.ぬれ雑巾を準備しておく。
2.アルミ缶(ストレートタイプ)の上ぶた部分を缶切りで取り除き、クギを用いて底辺から2㎝のところに3-4 ㎜の穴を空けておく。
3.缶の穴をガムテープでいったん封じておく。
4.エタノールを各班約5 mL試験管にとる。試験管立てに1 mL駒込ピペットとともに少し離れたところに立てておく。
5.駒込ピペットでエタノール約1 mLとり、缶を回転させながら缶の内壁全体に広がるようにし、手で少し暖める。
6.缶に紙コップをかぶせ、ガムテープをはがす。
7.ライターの火の先端部分を穴に向けて素早く近づける。

「工夫と注意点・片付けなど」
1.一度点火に失敗した場合は、紙コップに空気を入れ直してやり直す。
2.エタノールの量が多過ぎると火が残りやすい。濡れ雑巾をかぶせて、確実に火が消えていることを確認すること。また、缶を転倒させてしまった場合も同様。

「観察・結果」
1.装置図説
・ライター先端

2.安全への配慮
・缶の穴はテープで封じておく
・[引火　]防止　→　エタノールや駒込ピペットを離れたところに置く

「考　察」　
1.エタノールの基本的な性質
(1)トレイ上での演示実験と比較：条件による燃焼のしかたの違い
(2)爆発しない場合：失敗した場合は、エタノールを加えるところから再操作する理由…。
①すでに反応は起こっている(燃焼範囲に入っていないだけ)
・おだやかな反応は起こったと考える
・エタノールと酸素
→　消費されて[濃度　]低下
・二酸化炭素と水が[　生成　]

2.エタノール分子について
(1) C2H5OH の構造式

・[アルコール　　]類
・[ヒドロキシ　　]基を持つ

(2) 組成式：元素の組成を表す

C:H:O = [　2:6:1　　]

(3) 分子量

M = [　46　]

3.エタノール2.3 gの物質量に関連して計算しなさい。換算図を参考にすること。(指数表記・有効桁数2桁)
(1) エタノール物質量n〔mol〕を求めなさい。

・n = m/M = [　2.3/46 ]
　= [　0.050　]
= 5.0 ×　[　　10-2　]mol
　　　2ケタ　　　・指数表記

(2) エタノール2.3 gに存在するエタノール分子数N個を求めなさい。(アボガドロ定数 = 6.0×1023　)

・N = n(1) × [　　　　NA　 　]
= [3.0 × 1022 　　　　　] 個

(3) エタノール2.3 gがすべて気体となったと仮定して、標準状態(0℃・1気圧下)に占める体積V〔L〕を求めなさい。

・V = n(1) × [　22.4　]
= [　　1.12　]
≒ [　　1.1　]L

学籍番号[　　　　]氏名[　　　　　　　]