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2018.01.31
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カテゴリ: 実験開発
​​反応熱を水温の上昇で測定する実験を行い、ヘスの法則を検証する生徒実験を行います。
昨日はそのための予備実験を行いました。
溶液の密度や比熱容量をどこまでこだわってやるのか検討 しました。

実験書は市販のものです。


実験の写真です。

発泡ポリスチレンのカップ(「サーモカップ」として教材業者から買いました)とデジタル温度計(感度0.1℃)、一番下は自作の電池式スターラー。

まずは温度上昇度Δtを知るために温度変化を時間を追ってグラフにしました。

検討するのは、


②水の比熱容量4.18J/(gK)の他に容器の比熱容量2.0J/(gK)と攪拌子(鉄とした)の比熱容量460J/(gK)を計算に入れるか?
③この実験書では溶液の密度は全て1.00g/cm3として計算させているが、それぞれの溶液の密度を考慮する必要があるか?

以上3点を計算に入れ、計算しました。それぞれの理論値よりはるかに低い溶解熱・中和熱です。原因は水酸化ナトリウム(固)が吸湿してしまったことだとおもいます。。でも、同じ水酸化ナトリウムを使えばヘスの法則は検証できるので、やってみます




表中最下行のヘスの法則の検証だけなら、
①発泡ポリスチレンは断熱性が良いので最高温度を使い、グラフの外そうから求めなくてもよい
②比熱は水と発泡ポリスチレンを使うとよい。容器は事前に質量を測らせておく
③溶液の密度はこの実験条件なら、気にせず全ての溶液とも1.00g/cm3としても大差ない

こんな感じです。
入試などでは、温度ー時間グラフの外そうからΔtを求める問題が出ますので、実験でグラフを書かせてもいいでしょう。また、各溶液の密度を与えて、熱量を計算させてもいい勉強になります。
学校の生徒の素養や意欲によって色々変えても、そこそこ5%くらいの誤差でヘスの法則の検証ができます。





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最終更新日  2018.01.31 23:04:47
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