球磨工ブログ

化学基礎

投稿日時 : 2014/03/29  管理人  カテゴリ:学校風景
　春休みはネタ不足。ブログの話題が理科に偏っている事はお許し下さい。
　学年末考査が終わり、化学基礎は酸化還元反応に入りましたが、実験を中心に授業を進めています。

実験１６　酸化還元反応２

　テルミット反応を観察し、アルミニウムと鉄の金属のイオン化傾向の違いを理解します。また、アセチレンの発生と燃焼を行い、可燃物と空気(酸素)の混合比を考察します。

　左はアルミニウムの粉末(3g)、右は酸化鉄(III)の粉末(8g)です。どちらも磁石につきません。
アルミニウム　酸化鉄(III)

　この２つをよく混ぜ合わせて、水で濡らしたろ紙に入れ、マグネシウムリボンを立てます。
混合物　点火前

　準備ができたら点火です。
テルミット反応1　テルミット反応2

動画　テルミット反応.wmv

　Fe2O3　＋　2Al　→　Al2O3　＋　2Fe
　上記の反応が起こり、赤く溶けた鉄が得られます。鉄なので磁石につきます。

溶けた鉄　磁石につく鉄

　酸化鉄(III)の酸素がアルミニウムに移ったことから、アルミニウムの方が酸化されやすいということが分かり、金属のイオン化傾向の大きさが、Al>Feと決定できます。


　カーバイドと水を反応させるとアセチレンを発生できます。
　アルミ箔で包んだカーバイドを水に沈め、発生したアセチレンを試験管に水上置換しました。
　アセチレンを集める量は、１本目１００％、２本目５０％、３，４本目１２％です。（残りは空気になります。）
アセチレンの発生1　アセチレンの発生2

　集め終わったら、１本目から火を着けていきます。
アセチレンの燃焼1　アセチレンの燃焼2

動画　アセチレン１００％の燃焼.wmv

動画　アセチレン　５０％の燃焼.wmv

動画　アセチレン　１２％の燃焼.wmv

　2C2H2　＋　5O2　→　4CO2　＋　2H2O
　アセチレンの完全燃焼には多くの空気（酸素）が必要となります。空気が少ないと不完全燃焼しすすが出ます。動画の燃え方を見ると、少量の（１２％）アセチレンの方が危険に思えませんか？

　日本では、ロングレール化のためのレール溶接法として、テルミット溶接法の他、フラッシュ溶接法、ガス圧溶接法、エンクローズアーク溶接法が適用されています。テルミット反応は、線路づくりに欠かせない反応であることを知っておきましょう。

　通常、ガス溶接と言えば、酸素アセチレン溶接のことを指します。アセチレンの取り扱いには十分に気をつけてください。