分子量測定(アセトン)
【準備】
薬品: アセトン,水道水
 
器具、その他: 丸底フラスコ(100ml),丸底フラスコの台,電子天秤,アルミ箔,輪ゴム,ビーカー(1000ml),ガスバーナー,三脚,スタンド,マッチ,温度計,メスシリンダー,気圧計,シャーペンの芯
   
【実験操作】
(1) 水道水をビーカー(1000ml)に約2/3程度入れて86℃に加熱しておく。〔あとで丸底フラスコを入れた時に,フラスコの首まで浸るように,あらかじめ水量を決めておく。〕
(2) 乾いた丸底フラスコと輪ゴムとアルミ箔を一緒に電子天秤にのせ,質量を測定する。
(3) アセトンを3ml程度丸底フラスコの中にいれ,口をアルミ箔で覆い,そのアルミ箔を輪ゴムで固定する。
(4) (3)の丸底フラスコの口を覆ったアルミ箔にシャーペンの芯で小さな穴をあける。
(5) アセトンの入った丸底フラスコをスタンドに固定して,(1)の温水に首まで浸す。
(6) 丸底フラスコ内の液体のアセトンを温めて完全に蒸発させる。
(7) 気体になった余分なアセトンは,アルミ箔の穴から出て,丸底フラスコ内がアセトンの蒸気で十分満たされたら,フラスコを温水から出し,室温までさます。
(8) アセトンが冷えて液体に戻り丸底フラスコの底にたまったら,外側の水滴をよくふき取り,アルミ箔や輪ゴムがついたままで質量を測定する。
(9) この時の水温を測定しておく。
(10) アルミ箔と輪ゴムをはずし,丸底フラスコ内のアセトンを捨てる。
(11) 丸底フラスコを水道水で満たし,その水道水の体積をメスシリンダーではかる。
(12) 実験室内の気圧を測定する。
(13) 気体の状態方程式に各数値を当てはめて,アセトンの分子量を求める。
〔代入する時の圧力は大気圧,体積は丸底フラスコの体積,質量は(8)で測定した質量から(2)で測定した質量を引いたもの,温度は水温,気体定数は0.082atm・・/(mol・K) 〕
【失敗しないために】
アルミ箔にあける穴はでできる限り小さくする。
フラスコは首までしっかりとお湯につける。より正確に実験を行うには,大部分が お湯につけられる形状の容器がよい。例えば,フラスコの首をきってしまうなどの工夫をするとよい。
実験対象の分子量を求める物質は,蒸発しやすく,室温まで冷却することで,蒸気 になった分のほとんどが液体に戻る物質が望ましい。(蒸気圧曲線を参考にするとよい。)例えば,メタノールやジメチルエーテルなど。
丸底フラスコを湯に浸すときは,アルミ箔などに水分が付かないように注意する。
また,湯から上げて質量を測定するときは,外壁についた水分を完全に拭き取る。
お湯の温度はあまり上げすぎない。実験対象の物質の沸点より少し高めがよい。