化学だいすきクラブ

君も化学者! 酸素を液体にすると⋯

君も化学者! 酸素を液体にすると⋯

実験は必ず理科の先生と一緒に行ってください。

実験するときは,保護めがね,冷凍庫用皮手袋を着用してください。

換気のいい部屋で実験してください。

この記事を書いた人: 宮本一弘
開成中学校・高等学校

準備するもの

  • 酸素(実験用気体,缶入り)
  • 輪ゴム
  • ポリ袋(30 cm×40 cmくらい)
  • 試験管
  • 試験管ばさみ
  • 液体窒素
  • デュワー瓶(円筒型)
  • ネオジム磁石
  • 冷凍庫用皮手袋

実験方法1

実験方法1: 液体窒素を,デュワー瓶に8割くらい入れる

液体窒素を,デュワー瓶に8割くらい入れる

実験方法2

実験方法2: 空気を抜いたポリ袋を,輪ゴムで,試験管の口に取り付ける

空気を抜いたポリ袋を,輪ゴムで,試験管の口に取り付ける

実験方法3

実験方法3: ポリ袋に酸素を入れる

ポリ袋に酸素を入れる

実験方法4

実験方法4: 試験管を液体窒素で冷やす

試験管を液体窒素で冷やす

実験方法5

実験方法5: ネオジム磁石を液体酸素に近づける <注意>実験後の液体窒素,液体酸素は,安全で換気のいい場所に放置して無くなるまで待つこと

ネオジム磁石を液体酸素に近づける

<注意>実験後の液体窒素,液体酸素は,安全で換気のいい場所に放置して無くなるまで待つこと

実験の解説

窒素の沸点は-196℃で,液体窒素はとても冷たいので,直接,手で触れてはいけません。液体窒素を扱う際は,冷凍庫用皮手袋などを着用してください。液体窒素を入れたデュワー瓶は,壁が二重になっていて,二重の壁の内部は真空になっています。このため,デュワー瓶は断熱性に優れていて,冷たい液体窒素を入れる容器として用いられます。

実験方法1で液体窒素をデュワー瓶に入れた時,気体がボコボコと発生します。これは,温度が低い液体窒素からみるとデュワー瓶は高温なので,液体窒素が沸騰したからです。デュワー瓶が十分に冷えると,沸騰がおさまります。

酸素は空気中に約20%含まれている気体で,酸素の沸点は窒素よりも高い-183℃です。このため,酸素を液体窒素で冷やすと,酸素は液体になります。この実験から液体酸素は薄い青色で,磁石に引き付けられることがわかります。液体窒素の取り扱いに注意しながら,実験をしてみてください。

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化学だいすきクラブニュースレター第53号(2023年4月1日発行)より編集/転載

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