エタノールが沸騰する温度の実験

学習の目的
エタノールが沸騰するまでの温度を測定して、沸騰する温度を調べます。また、沸騰している間の温度変化の特徴を調べます。

学習の目標
純粋な物質の場合、沸騰する温度が種類によって決まっていることを知る。また、純粋な物質が沸騰しているときは、加熱しても温度が変わらず一定であることを知ります。
実験では、常温から試験管に入ったエタノールを湯煎して加熱し、徐々に温度を上げ、およそ78℃に達するまで温度変化の様子を見ます。しばらく加熱しても温度変化しないことをから、沸点であることを観察して考察します。

使用する製品
E31-8200-31　Go Direct 広範囲温度センサ GDX-WRT
F35-5040　鉄製スタンド G-fit
S75-8015-03　エタノール(99.5%) 500mL <危>
S75-1049　枝付試験管(温度計付)18NT
F35-6408　理科実験用ガスコンロ GS2-2000N
S75-3104-22　シリコン栓 No.2

用意するもの
計測　　・・・タブレットPC、熱電対温度センサ
試料　　・・・エタノール（99.5％）
装置　　・・・鉄製スタンド、枝付き試験管、穴あきゴム栓（2号）
加熱冷却・・・理科実験用ガスコンロ、網付きグラスウール、沸騰石、ビーカー（100ml×１ケ）試験管（１本）、ビーカー（300ml×1ケ）、ゴム管、ガラス管、試験管たて
安全　　・・・ゴーグル、ぬれ雑巾

実験の手順
①　鉄製スタンドに自在はさみでくわえて枝付き試験管取り付けます。
②　エタノール（99.5％）を5mlぐらい集まったら、枝付き試験管に操ります。
③　枝付き試験管にエタノールの液体を5mlほど入れて、沸騰石を2～３粒入れます。
④　枝付き試験管に温度センサとゴム栓を装着します。
⑤　水を入れたビーカー温めて、枝付き試験管を湯煎しながらあたためます。
⑥　試験管に蒸発した気体を凝縮させ集めます。
⑦　枝付き試験管を弱火でおおよそ10分ほど加熱します。
⑧　温度の変化を時間とともに観察します。

実験結果

1. 試験管のエタノールの量にもよりますがおよそ5分～10分で、エタノールの温度変化を見ます。

2. ビーカーに水をくみ、湯煎で加熱してください。

3. 図２の事例では、１０分経過までの温度変化です。

4. おおよそ78℃で温度に変化が見られません。5分経過したところで、沸点に達しています。

学習指導事例
中学１年生　理科　１分野「物質」の単元の指導事例

実験の様子

参考資料

実験６「エタノールが沸騰する温度」　「未来へ広がるサイエンス」１　啓林館　p184～p188
調べよう「エタノールの温度変化」　「新しい科学」１　東京書籍　p126～p129
やってみよう「温度変化をグラフで表そう」　「中学校　科学」１　学校図書　p115~p116
参考：「エタノールと水を加熱して温度の変化を調べる実験」　「自然の探究　中学理科」１　教育出版　p131

学習指導要領

中学校学習指導要領（平成29年度告示）解説　理科編　　第２章理科の目標及び内容
（３）身の回りの物質　（ｳ）状態変化、㋑物質の融点と沸点