理科のこと、環境ニュース

　気体の状態方程式の勉強のあとに、物質の分子量測定という項目が出てきます。

その中で、液体物質の分子量を測定する実験があります。

液体物質を加熱して蒸発させて気体とし、気体となった物質の、質量、温度、圧力を測定します。

この測定値を状態方程式に代入して計算すると、分子量が求められます！

実験装置は以下のようです。

 

 

この実験をヘキサンＣ_６Ｈ_１４について、何回かやってみました。

 

下の写真のようにフラスコの底に液体が確認出来ます。

この状態を目視するのがかなり大変です。

蒸発し切ったかどうかの確認が難しいんです

液体が全て蒸発してから２分ほど温度を変えずに加熱を続けます。

この時の加熱時間は長すぎてもいけません。

 

下の写真では、液体が蒸発してフラスコ上部で再び液化してフラスコ下部に戻る「還流」が確認出来ますが、

この還流も起こらなくなるまで加熱を続けます。

 

さて、何回か行った実験の全ての回で、実験値が理論値に対して１０～１５％ほど小さく出てしまいました。

誤差の原因を何度も考えてみましたが、最もそれらしいと思えたのは、

気体となった物質を捕集する時の失敗です。

① 加熱時間が長すぎた

② 加熱時に一時的に温度が上がり過ぎ、その後温度が下がった

③ アルミ箔のフタの密閉性が悪く、気体が逃げた

これらのいずれもが、気体がフラスコの外に逃げてしまい、気体の測定質量が小さくなってしまう原因になります。

この状態で以下のように計算すると、求まる分子量の値は小さくなってしまいます。

 

 

気温が板書してありますが、計算式中で使う温度はフラスコを温める湯の温度（絶対温度）を用います。

フラスコ内部の温度を測るのが理想ですが、出来るだけフラスコの密閉性を保ちたいので難しいでしょう。