高校の化学プロジェクトと実験

高校の化学実験は複雑である必要はありません。以下のプロジェクトでは、入手しやすい材料を使用していますが、間違いなく高校レベルの化学実験です。印刷可能なプロジェクトのダウンロードについてサポートが必要な場合は、こちらをご覧ください役立つヒント。

Easy Chemistry Project：伝導率とソリューションの探索

このラボでは、3つの溶質の溶解度と、3つの溶液の電気伝導率を調べます。ラボを行う前に、水は極性分子であり、テストしている別の物質であるキシレンは非極性分子であることを知っておくことが重要です。極性分子は、イオン性化合物と、極性の共有結合を持ついくつかの分子化合物を溶解します。ただし、非極性分子は、非極性共有結合を持つ非極性分子を溶解します。一方、アルコールは物質を溶解するさまざまな能力を持っています。 「中間極性」を示すと言われています。

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プロジェクトの背景

このプロジェクトで知って理解しておくべき用語：

• 溶解性-特定の物質に溶解できる場合、その物質は「溶解性」であると言われます。そうすることの品質はその溶解性です。たとえば、塩は水に溶けます。油は不溶性です。
• 溶質-溶質は溶解する物質です。
• 溶剤-溶剤とは、何かが（水のように）溶解している物質です。
• 極性分子-極性分子は、構造の両端にわずかな負電荷とわずかな正電荷の両方があります。 （水は極性分子です。）
• 非極性分子-正電荷も負電荷も存在しないように対称的に配置された分子。

ラボ手順

クリックして次のラボを印刷し、指示に正確に従ってください。実験ノートにすべての観察結果を記録します。

ラボについて考える

これらの質問を使用して、ラボの経験から結論を導き出します。

1. ラボの結果に基づいて、各溶剤が洗浄できる可能性のあるものの種類の短いリストを作成します。
2. Windexのような一般的な家庭用クリーナーについて考えてみてください。なぜあなたのウィンドウクリーナーはアルコールベースである必要があるのですか？
3. なぜパン屋は焦げ付き防止のクッキングスプレーをよく使うのですか？
4. 油圧作動油には、それが行うタスクの種類で水よりも優れているものは何ですか？ （油圧作動油は、油圧ブレーキまたは重いものを動かすシステムで使用されます。）

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中程度のプロジェクト：水の凝固点を下げる（アイスクリーム化学）

水の凝固点が下がるのを見たことがあるでしょう。冬の大嵐の前にトラックが塩を出すのを見たことがあれば、化学作用が働いているのを見たことがあるでしょう。塩は水の凝固点を下げ、それによってそれが凍結する温度を高くし、そしてもちろん、道路をはるかに安全にします。

このプロジェクトでは、モル濃度を計算し、塩/水溶液の3つのビーカーとショ糖/水溶液の3つのビーカーの凝固点をテストします。次に、凝固点降下、または溶液が溶質によってどのように影響を受けるかを理解します。

プロジェクトの背景

溶液の凝固点が低下する程度は、次の3つの要因によって異なります。

• モル濃度（ m ）溶質のモル数/溶媒のkgで表される溶液の
• ファントホッフ係数（ 私 ）溶質の-砂糖のファントホッフ係数は 私 = 1であり、ソルトのファントホッフ係数は 私 = 2
• 溶媒のモル凝固点降下定数;水についてはこれは Kf = 1.86°C / mここで、 Kf =凝固点降下定数

特定の溶媒を追加することによって溶質の凝固点がどれだけ低下するかを予測するには、次の式を使用できます。ΔT= （Kf）（m）（i） どこ：

• ΔTは摂氏（°C）で表した凝固点降下です。
• Kfは、モルあたりの摂氏温度（°C / m）で表したモルの凝固点降下定数です。
• mは、溶液のモル濃度（1キログラムあたりのモル数（mol / kg））です。
• iは、単位を持たない溶質のファントホッフ係数です。

ラボ手順

クリックして、ラボの手順を印刷します。指示に正確に従い、実験ノートに注意深くメモしてください。このラボでは自分で管理できる普通の水のビーカーを含め、各ソリューションの凝固点を書き留めてください。

予想される凝固点降下を見つける

1. 次に、各溶液の溶質のモル数を見つけます。物質のモル数は、物質の重量（g）を物質のグラム分子量で割ったものとして定義されることに注意してください。塩の分子量は58.443g、ショ糖の分子量は342.3gです。 100mLの水の分子量は0.1kgであることに注意してください。
2. 次に、溶媒1kgあたりの溶質のモル数であるモル濃度を計算します。
3. 塩/水溶液とショ糖/水溶液のモル濃度がどのように比較されるかに注意してください。
4. 次に、上記のΔTの式を使用して、予想される凝固点降下を計算します。あなたの計算はあなたが実際に観察したものとどのように比較されますか？溶液のモル濃度とその凝固点降下との因果関係を表すステートメントを思い付くことができますか？

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高度なプロジェクト：ホットアイス（酢酸ナトリウム）

酢酸ナトリウム（重曹と酢の混合物の製品の1つ）は、実際に温度で凍結することなく凍結できるという独特の特性を持っています。実際、この物質が凍結すると、実際には冷たくならずに熱くなります。

あなたがすごい要素を求めているなら、ホットアイスは素晴らしい実験です。ただし、それを正しく行うには、確かにある程度の精巧さが必要です。動作させる前に数回試してみる必要がある場合でも、驚かないでください。

プロジェクトの背景

ホットアイス（酢酸ナトリウムの凍結）は発熱反応です。つまり、酢酸ナトリウムが「凍結」すると、物質は熱を放出します。実際、それはで使用されるのと同じタイプの化学反応です MRE 、ハンドウォーマーおよび同様の製品。酢酸ナトリウムは、重曹と酢の副産物の1つです。反応の式は次のとおりです。Na+ [HCO3]-+ CH3-COOH→CH3-COO-Na + + H2O + CO2。

ラボ手順

クリックして、ラボの手順を右側に印刷します。熱い氷を作ることは比較的安全ですが（化学物質自体は無毒です）、熱い物質を扱うときは常に注意を払う必要があります。実験を進めるときは、酢酸ナトリウムの温度に注意してください。

注目すべきこととホットアイスで行うこと

注意すべき重要なことは、過冷却液体（融点以下に冷却された液体）と、結晶を溶液に再導入したときに生じる発熱反応です。結晶は核形成サイトとして機能します。注ぎながらクリスタルを入れることで、熱い氷の彫刻を作ることができます。これをするとき、熱い氷の温度は何ですか？

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化学の安全性

化学物質を扱うときは、安全だと思うものであっても、常に安全ゴーグルとおそらく保護手袋を使用する必要があることを忘れないでください。安全装置を自動的に使用する習慣を身につけることが重要です。

また、ストーブで作業するときは、常にオーブンミットを着用するか、トングを使用する必要があることを忘れないでください。ラボの常識は、楽しい体験に大いに役立ちます。