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薬品P(塩化カルシウム等)

一般小学生

まとめ

薬品P(塩化カルシウム等)
有機化合物の元素分析において、生成した水を吸収し、その質量変化を測定するために用いられる乾燥
  • 有機化合物の元素分析において、試料の燃焼により生じた水蒸気を吸収する役割を担う
  • 一般に無水塩化カルシウムが用いられ、吸収前後の質量増加分から水素の含有量を算出する
  • 二酸化炭素を吸収する薬品Q(ソーダ石灰)よりも必ず手前(燃焼管側)に配置される

解説

有機化学における元素分析(リービッヒ燃焼法)では、試料を完全燃焼させて生じた水蒸気と二酸化炭素を、それぞれ専用の吸収管に通して質量を測定します。このうち、最初に水を吸収させるためのU字管に詰められた乾燥剤が「薬品P」と呼ばれます。一般的には中性の乾燥剤である無水塩化カルシウム(CaCl2)が使用されます。

測定の際、薬品Pを薬品Q(ソーダ石灰)よりも先に配置することが極めて重要です。これは、薬品Qが二酸化炭素だけでなく水も吸収してしまう性質を持つためです。先に薬品Pで水のみを除去することで、それぞれの生成量を正確に定量することが可能になります。

比較項目 薬品P 薬品Q
主な成分 無水塩化カルシウム ソーダ石灰
吸収対象 水(H2O) 二酸化炭素(CO2
測定の目的 水素(H)の定量 炭素(C)の定量
コラム

鉄の燃焼実験においても、生成物の名称や反応した気体の質量をグラフから読み取る問題が頻出します。鉄が酸素と結びついて黒色の四酸化三鉄になる際の質量変化は、化学反応の基本として重要です。

また、水素を用いた酸化銅還元実験では、生成した水を薬品Pで捕集し、その質量から反応した水素の質量を逆算する計算問題がよく出題されます。水の分子量18に対し、含まれる水素の質量は2であるため、増加した質量の9分の1が水素の質量となります。

小学生のみなさんへ

理科の実験で使う「薬品P」は、実験中にできた「水」をつかまえるための特別な道具の呼び名です。中身はふつう、塩化えんかカルシウムという白い粒が入っています。

実験で何かを燃やしたときに、どれくらいの水ができたかを知るために使います。実験の前に重さをはかっておき、実験が終わった後にもう一度重さをはかると、増えた分が「つかまえた水の重さ」になるという仕組みです。

鉄を燃やす実験や、水素すいそを使った実験などで、どれくらい反応はんのうが進んだかを調べるためにとても大切な役割を持っています。

ルラスタコラム

薬品Pという名前は、実験で使う道具に「P」というラベルを貼って区別していたことからきています。理科のテストでは、Pが「水」を吸い取るもの、Qが「二酸化炭素」を吸い取るものとしてセットでよく登場しますよ。

テストでの問われ方・理解度チェック

【基礎】 薬品P(塩化カルシウム等)が、元素分析の実験において吸収する物質は何ですか。
水(水蒸気)です。
【応用】 元素分析の装置において、薬品Pを薬品Q(ソーダ石灰)よりも先に配置しなければならない理由を説明してください。
薬品Q(ソーダ石灰)は二酸化炭素だけでなく水も吸収してしまう性質があるため、先に薬品Pで水のみを完全に取り除いておかないと、生成した水の質量と二酸化炭素の質量をそれぞれ正確に測定することができなくなるからです。
【実践】 酸化銅の水素還元実験において、薬品Pを詰めたU字管の質量が0.18g増加しました。このとき、反応した水素の質量は何gですか。計算過程も含めて答えてください。
0.02gです。薬品Pが増加した0.18gは生成した水(H2O)の質量です。水の分子量は18、水素分子(H2)の分子量は2であるため、水に含まれる水素の割合は2/18(1/9)となります。したがって、0.18g × (2/18) = 0.02gとなります。

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