無機化学で、窒素を勉強します。
窒素は、空気中の約80%弱を占める気体です。その窒素Nの化合物である、一酸化窒素NO、二酸化窒素NO2、アンモニアNH3、HNO3などの気体の発生実験は前任校では毎年行っていました。
しかし、本校では実験は省かれていたようです。が、復活していただきました
ただ、期末試験まで時間がないので、アンモニアと硫酸に関する実験を簡単にしてまとめてしまいました。
アンモニアNH3は、虫さされに使用する「キンカン」のにおいをイメージするといいかも
刺激臭がして、水に非常に溶けやすいです。
工業的には『ハーバー･ボッシュ法』で作られるのですが、これは学校ではちょっと、、、手軽にできません。
ベルギーの科学者ソルベーさんが発明した『アンモニアソーダ法(ソルベー法)』という「炭酸ナトリウム」を製造する過程で登場する、化学反応を利用します。
その製造工程は、少し複雑で試験では非常によく出題されるところです
ということで、実験では
塩化アンモニウムと、水酸化カルシウムを混ぜ合わせて加熱させて、塩化カルシウムと、水とアンモニア(気体)を発生させました！！
化学反応式ではこうなります。
2NH4Cl+Ca(OH)2→CaCl2+2H2O+2NH3
アンモニアは、空気より軽く、水に非常に溶けやすいので上方置換法で気体を捕集していきます。
試験管で捕集して、塩酸との反応や、水を少し使って減圧を体験しフェノールフタレインで塩基性であることを確認しました。
最後におまけの実験です。
『アンモニアの噴水実験』
水酸化カルシウム3g
塩化アンモニウム1.5g
試験管に入れて加熱します。
注意する点は、試験管に入れる前にかき混ぜておくことと、試験管を加熱するときの高さ。水ができることがわかっているので、試験管口を少し低くします。
乾いている丸底フラスコ300mLに捕集します。
ゴム栓にガラス管を通してスポイトをはめておきます。スポイトの中に水を入れてから、丸底フラスコにセットします。
500mLビーカーに水を入れてフェノールフタレインを少し滴下。
ビーカーの中でスポイトを押してから素早くスポイトを外します
スポイトなしでもできますが、噴水が始まるまで時間がかかります。
あっという間に、、、
反応が終わってしまいました
ガラス管の長さをもう少し工夫すればよかったかな、、、
前任校には、市販の発生装置一式がありましたが、今回は、ガラス管も手作りです
と言っても、私はお手伝いした(見てた(笑))だけです
ガラス管も、本来は２本つけておくとラクなようですが、1本でも十分でした。
原理をざっくりいうと、、、
水を入れたスポイトを押して、アンモニアで充満したフラスコ内に水が入ると、、、
↓
水にアンモニアが溶けてしまうので圧力が下がる
↓
ビーカーの水が勢いよく入り込む
↓
アンモニア水ができます。
↓
フェノールフタレインが入っているので、塩基性を示して赤色の噴水になる
こんな感じ
成功に喜んでいたので、噴水中の画像はなしです
みんな、、、中学でも見ているハズなのに、拍手してくれました
やさしい子たちだなあ、、、(笑)
