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メスシリンダー

一般小学生

まとめ

  • 液体体積や、水上置換法によって捕集した気体の体積を精密に測定するための、目盛りが付いた円筒形の計量器具です。
  • 化学反応における物質量の量的関係(ストイキオメトリ)を視覚化し、反応の終止点や比例関係を特定するために用いられます。
  • 液体の正確な計量だけでなく、不規則な形状をした固体の体積測定にも活用される基礎的な実験器具です。

解説

メスシリンダーは、化学実験において物質の量を定量的に把握するために不可欠な器具です。特に金属と酸の反応による水素発生実験では、発生した気体を水上置換法でメスシリンダー内に集めることで、その体積を直接読み取ることが可能となります。例えば、亜鉛1.3gに対して塩酸を加えていく際、反応物が十分にある限り、加えた塩酸の量と発生する水素の体積は正比例の関係を示します。しかし、用意した金属がすべて反応しきると、それ以上塩酸を加えても気体は発生せず、グラフ上では体積が一定(水平)となります。この「折れ点」を解析することで、特定の質量の物質と過不足なく反応する量を正確に計算できます。

また、二酸化炭素のように水に一定の溶解性を持つ気体を測定する場合、水槽へ導く前に空の容器を介在させるなどの工夫を行い、気体の損失を最小限に抑える必要があります。測定の際は、メスシリンダーを水平な台の上に置き、液面が水平になるよう調整します。目盛りを読み取る際は、液面の最も低い部分(メニスカス)に視線の高さを合わせることが、精度の高いデータ収集の基本となります。

コラム

メスシリンダーは液体の体積を測定する代表的な器具ですが、目標の量へ合わせるための微調整には「こまごめピペット」が併用されます。また、メスシリンダーは加熱や急激な温度変化に弱いため、加熱器具としての使用や、沸騰した液体を直接注ぐことは避けるべきです。ガラスの膨張により目盛りの精度が狂ったり、破損したりする恐れがあるため、取り扱いには注意が必要です。

小学生のみなさんへ

メスシリンダーは、水などの液体や、実験で出てきた気体の体積たいせき(かさ)を細かくはかるための道具です。細長いコップのような形をしていて、横には細かな目盛りめもりがついています。

使い方のコツは、平らな机の上に置いて、真横から目盛りを見ることです。液体の表面は、まわりが少し盛り上がって真ん中がへこんでいます。この一番へこんでいるところに目を合わせて、目盛りを読み取ります。また、水に溶けにくい気体を集める「水上置換法すいじょうちかんほう」という方法でも、どれくらいの気体が集まったかを調べるために使われます。

ガラスでできていることが多いので、落としたりぶつけたりしないように、大切に使いましょう。熱いお湯を入れると割れてしまうこともあるので注意が必要です。

ルラスタコラム

メスシリンダーを使えば、形の決まっていない石などの体積もはかることができます。水を入れたメスシリンダーの中に石を沈めて、増えた水の分を計算すれば、その石の体積がわかるのです。これは大昔の学者が発見した原理に関係しているんですよ。

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