自由研究
夏の自由研究④
ということで,前回はいろいろと書きましたが,ようやく進めていきます(笑)
ちなみに1molは物質量の基本的なもので,いちいち6.02×10^23個って書くのも言うのもめんどくさいんで,じゃあ6.02×10^23個を1molにしちゃおうってやつです。(まぁ、実際にはもっと細々としたのがあるんですが割愛)
実験をするにあたり,決められた溶液のなかにどんなけ,それぞれのさび落とし候補の物質が居るのかの個数を合わせます。
今回は0.5 mol/Lにします。1Lの溶液にするとこの中に6.02×10^23個の半分3.01×10^23個居るよって状態です。
それぞれを量って水に溶かして体積を合わせます。(本当なら)けど今回は定性で結構,雑なので(笑)
ここで問題。。。ハイドロハイターってさび落とし成分よりも,塩基性にするための炭酸水素ナトリウムの方が多いので正確なものが量れません。。。仕方ない,雑に2倍量にします。。。
それぞれの溶液に釘を入れたところ。
さっそくシュウ酸の方では反応が始まりました。やはりpHが一番低い分反応が速いです。
一日経過
リンゴ酸
シュウ酸
ハイドロハイター
水
となります。
水洗いして乾燥させて量ります。で,データをエクセルで作って,”結果”
となります。リンゴ酸がもっとも重量が減っていて,次にシュウ酸,逆にハイドロハイターは僅かに増加しています。
ここでまぁ,案の定というか,もうちょっと細かい解釈をしたい場合には残念なことになっていることになるわけです(笑)
本来なら,さびを付けるとき個別に付けないと,さび生成途中で剥がれちゃうのもあるので定量的な話はできないわけですが,あくまで「大体でいいや」という意気込みでやっているのでここまでの表はほとんど意味がないわけです。
使えるのといえば,さび落としにつける前後の重さ位。
ちゃんと個別にやってれば,錆の生成量とか,さらにデータをいじくりまわしてできるわけなので,定量的な話のこれはあくまで”予備実験段階”となります(笑)
で,かろうじて,かろうじで使えそうな数字でグラフをつくると
一目瞭然ですね(笑)
ここで考察としては,最初の仮説で立てたシュウ酸>リンゴ酸>ハイドロハイターとはならなかった理由を考えます。
ここでポイントとなるのが,シュウ酸の写真で,これ実は黄色い物質が結晶化しています。おそらく,シュウ酸鉄で,水にはかなり溶けにくく,これが釘に強く付着しているのです。つまり,例えリンゴ酸よりもさび落とし効果が大きくても,落としたさびが新たにシュウ酸鉄として付着してこのような結果になったと考えられるのです。また,ハイドロハイターは硫化鉄のような物質に覆われていて増加に転じたものと考えられます。他にもいろいろと考えられますが冗長となるので割愛します。
結論として,さび落としにもっとも優れていたのは,
リンゴ酸(再付着もなくて表面を汚さないので)
シュウ酸
ハイドロハイターとなります
ちなみに水は
こんな感じ。
ここで惜しくも良くなかったハイドロハイターですが、炭酸塩鉱物(酸を使うと溶ける)にはかなり優秀です。成分としては二酸化チオ尿素がさびに効きますが基本的に弱酸です。これを炭酸塩や炭酸水素ナトリウムで塩基に偏らせているのですが,外した鉄もキレート材で捕まえられて再度付着しないようになっています。で,ここら辺が上手く解ると,使用後の匂いも上手に消すことができます。ポイントは酸と塩基です(笑)
いやはや,まずは鉱物の種類によって使えるものが解りました。これらを上手く使っていきましょう。
実験というにはいろいろと余りに雑ですが,まずは興味を持ったことをやってみて,「こうすればうまくいくかな?」、「どうしてこんな結果になったんだろう」と前進することが肝要です。
まぁこの実験も,もうちょい掘り下げて,実験を組み直すとちゃんと何かが言えるかなと思います(苦笑)
さて,秋の自由研究は何をやろう♪
ちなみに1molは物質量の基本的なもので,いちいち6.02×10^23個って書くのも言うのもめんどくさいんで,じゃあ6.02×10^23個を1molにしちゃおうってやつです。(まぁ、実際にはもっと細々としたのがあるんですが割愛)
実験をするにあたり,決められた溶液のなかにどんなけ,それぞれのさび落とし候補の物質が居るのかの個数を合わせます。
今回は0.5 mol/Lにします。1Lの溶液にするとこの中に6.02×10^23個の半分3.01×10^23個居るよって状態です。
それぞれを量って水に溶かして体積を合わせます。(本当なら)けど今回は定性で結構,雑なので(笑)
ここで問題。。。ハイドロハイターってさび落とし成分よりも,塩基性にするための炭酸水素ナトリウムの方が多いので正確なものが量れません。。。仕方ない,雑に2倍量にします。。。
それぞれの溶液に釘を入れたところ。
さっそくシュウ酸の方では反応が始まりました。やはりpHが一番低い分反応が速いです。
一日経過
リンゴ酸
シュウ酸
ハイドロハイター
水
となります。
水洗いして乾燥させて量ります。で,データをエクセルで作って,”結果”
となります。リンゴ酸がもっとも重量が減っていて,次にシュウ酸,逆にハイドロハイターは僅かに増加しています。
ここでまぁ,案の定というか,もうちょっと細かい解釈をしたい場合には残念なことになっていることになるわけです(笑)
本来なら,さびを付けるとき個別に付けないと,さび生成途中で剥がれちゃうのもあるので定量的な話はできないわけですが,あくまで「大体でいいや」という意気込みでやっているのでここまでの表はほとんど意味がないわけです。
使えるのといえば,さび落としにつける前後の重さ位。
ちゃんと個別にやってれば,錆の生成量とか,さらにデータをいじくりまわしてできるわけなので,定量的な話のこれはあくまで”予備実験段階”となります(笑)
で,かろうじて,かろうじで使えそうな数字でグラフをつくると
一目瞭然ですね(笑)
ここで考察としては,最初の仮説で立てたシュウ酸>リンゴ酸>ハイドロハイターとはならなかった理由を考えます。
ここでポイントとなるのが,シュウ酸の写真で,これ実は黄色い物質が結晶化しています。おそらく,シュウ酸鉄で,水にはかなり溶けにくく,これが釘に強く付着しているのです。つまり,例えリンゴ酸よりもさび落とし効果が大きくても,落としたさびが新たにシュウ酸鉄として付着してこのような結果になったと考えられるのです。また,ハイドロハイターは硫化鉄のような物質に覆われていて増加に転じたものと考えられます。他にもいろいろと考えられますが冗長となるので割愛します。
結論として,さび落としにもっとも優れていたのは,
リンゴ酸(再付着もなくて表面を汚さないので)
シュウ酸
ハイドロハイターとなります
ちなみに水は
こんな感じ。
ここで惜しくも良くなかったハイドロハイターですが、炭酸塩鉱物(酸を使うと溶ける)にはかなり優秀です。成分としては二酸化チオ尿素がさびに効きますが基本的に弱酸です。これを炭酸塩や炭酸水素ナトリウムで塩基に偏らせているのですが,外した鉄もキレート材で捕まえられて再度付着しないようになっています。で,ここら辺が上手く解ると,使用後の匂いも上手に消すことができます。ポイントは酸と塩基です(笑)
いやはや,まずは鉱物の種類によって使えるものが解りました。これらを上手く使っていきましょう。
実験というにはいろいろと余りに雑ですが,まずは興味を持ったことをやってみて,「こうすればうまくいくかな?」、「どうしてこんな結果になったんだろう」と前進することが肝要です。
まぁこの実験も,もうちょい掘り下げて,実験を組み直すとちゃんと何かが言えるかなと思います(苦笑)
さて,秋の自由研究は何をやろう♪