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学生実験をみてみよう(第3期)「凝固点(融点)降下による分子量測定」(江頭教授)

| 投稿者: tut_staff

 本学応用化学科の学生実験を紹介しているこのシリーズ、今回は一年生向けの工学基礎実験(C)の「凝固点降下による分子量測定」について紹介します。

 凝固点降下、沸点上昇などの現象は液体に溶質が溶けることによって液体の状態が維持される傾向にあるという現象ですが、効果の大きさがモル濃度できまる、という点で注目に値します。溶質の量が重さや体積ではなく分子の個数できまる、というのですがら物質が分子という単位でできていることを再認識させてくれます。

 そんな印象の問題はさておき、これらの現象を使って物質の分子量を測定することができる、これは高校の化学の教科書でも紹介されることがあります。この実験ではそれを実際にやってみよう、というわけです。

 今回の実験、分子量を測定するのはナフタレンです。溶媒として利用するのはショウノウ(樟脳)で、その凝固点(融点)は180℃、比較的高い温度での実験となります。

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 物質を加熱したり冷却する場合、その熱容量が小さいほど容易に温度を変化させることができます。つまり物質の量は少なければ少ないほど良い。ですからナフタレンとショウノウの混合物を細いキャピラリー管に詰め、温度を変化させながら光学顕微鏡で観察します。実験にもちいた融点測定装置はこの作業に特化したものです。

 結晶の融解は一瞬で起こるわけではありません。温度変化の速度の中で、ある程度の時間の幅で結晶の溶け始めから溶け終わりを観察することになるので融点はある程度の幅をもって測定されることになります。ゆっくり温度を変化させれば精度良く測定ができますが、測定には時間がかかってしまいます。ですから、まずは融点の目安をつけてからその温度あたりをゆっくりと測定してゆくのがコツですね。

江頭 靖幸

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