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化学基礎実験_実験NOTE

「動 画」実践記録:缶切りの操作~点火

「動 画」理科教育法での演示実験190625:危険なのでマネしないで下さい。

No.2    ※番号なし文字のみ! 

学籍番号[    ]氏名[       ]

「表 題」

取り扱いに注意を要する可燃性物質②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りやすい理由を考える。

「概 説」

  • 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。 
  • この反応式は1molのエタノールが3 molの酸素と反応して、2 molの二酸化炭素、3 molの水(ほぼ液体)が生成することになる。
  • 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、約3~[ 19 ]%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) 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」

  • 濡れ雑巾を準備しておく。
  • 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。
  • 缶の穴をガムテープでいったん封じておく。
  • 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。
  • 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。
  • 缶に紙コップをかぶせ、ガムテープをはがす。
  • 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」

  • 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。
  • 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」

  • 装置図説
  • 缶の穴をガムテープでいったん封じておく理由:
  • エタノール入り試験管・駒込ピペットを少し離れたところに置く理由:

「考 察」 

  • 一度点火に失敗した場合は、エタノールを加えるところから再操作する理由:
  • エタノール C2H5OH の構造式を描きなさい。
  • エタノールC2H5OH 2.3 g を用いた。このエタノールの物質量に関して、次の各設問に答えなさい。換算図を参考にすること。(指数表記・有効桁数2桁)
    • エタノールの分子量について
      • 組成式で表しなさい。
  • 分子量を求めなさい。
  • 3 gの物質量を求めなさい。
  • 3 gに存在する分子数を求めなさい。(アボガドロ定数 = 6.0×1023)
  • 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)に占める体積を求めなさい。


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