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ダイヤモンドから黒色の固体として炭素を取り出す実験教材
ダイヤモンドから黒色の固体として炭素を取り出す実験教材
目的：
ダイヤモンドが炭素でできていることを実感することができる。
物質をつくる成分への興味関心を高めることができる。
対象：
中学校 第１～３学年
カテゴリー：
化学
材料：
メレダイヤモンド(直径1.5mm 程度のもの)
石英ガラス製丸底フラスコ(50mL)
ポリ袋(ヘイコーポリ袋№ 3，80mm × 150mm)
ストロー(φ６ mm)
実験用気体酸素(ナリカ，5.0L，95%)
1 つ穴ゴム栓
ポリ袋(ヘイコーポリ袋№ 1，70mm × 100mm)
ガラス管(外径6mm、内径4mm，50mm)
トーチバーナー(IWATANI，CB-TC-BX)
軍手
点火装置：
マグネシウムリボン
ドライヤー(TESCOM ，SU-13，1200W)
プラグと導線のセット(Fig.6で示したもの)
スタンド
10 ％塩酸
1 つ穴ゴム栓
ガラス管(外径6mm，内径4mm，長さ50mm)
銅線(φ１ mm × 100mm)3本
ニクロム線(コイル状，定格600W，φ 0.7mm，10mm)
重ね合わせ接続子(オーム電機，DZ-P-2/Z(20)，外径4.0mm，内径2.4mm)2個
ポリ袋(ヘイコーポリ袋№１，70mm × 100mm)
方法：
■ダイヤモンドの燃焼
①ダイヤモンドをフラスコに入れる。
②酸素を注入し、フラスコの中を酸素で満たす。
③先端にポリ袋(70mm×100mm)をとりつけたガラス管を1つ穴ゴム栓に通し、フラスコの口に装着する。
(このポリ袋は熱膨張をした場合のバッファーとしてとりつけている。)
④軍手をした手で丸底フラスコの口付近を持ち、Fig.2のように横に寝かせた状態でダイヤモンドを
集中的に強熱する。
⑤1,2分でダイヤモンドが赤熱し、十数秒するとFig.3のようにダイヤモンドに点火して燃焼を始める。
ダイヤモンドの燃焼が始まったら、丸底フラスコ を炎の中に入れたまま、酸素と触れやすくするために、
Fig.4のようにダイヤモンドをフラスコ内で転がしながら加熱を続ける。
⑥十分にダイヤモンドを燃焼させたフラスコを火からはなし、フラスコ内を観察すると、ダイヤモンド
のすがたが見えなくなっていることが確認できる。
■マグネシウム、酸化マグネシウムの溶解
①生成物をフラスコにもどし、フラスコ内に10 ％塩酸約20mL を入れて、軽く振り混ぜながら生成物をとかす。
Ｍｇ ＋ ２ＨＣｌ → ＭｇＣｌ２ ＋ Ｈ２
ＭｇＯ ＋ ２ＨＣｌ → ＭｇＣｌ２ ＋ Ｈ２Ｏ
Fig.9のように、炭素のみが黒い固体として水溶液中に残り、炭素が生成したことを確認することができる。
Fig.1
Fig.2
Fig.3
Fig.4
Fig.5
Fig.6
Fig.7
Fig.8
Fig.9
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