液体窒素

対象等

中学、高校

目的

・　 液体窒素の中にいろいろな物質を入れて、低温下での物質の状態を調べる

準備

液体窒素、500ml　ビーカー、スポイト、花、缶入り酸素、缶入り二酸化炭素、ゴム風船、テニスボール、バナナ、釘、板

実験場所

化学実験室

方法

�@　液体窒素をデュワー瓶からビーカーに移し替え、空気中での液体窒素の様子を観察し記録する。

�A　�@の観察結果がなぜ起きるのかを推定する。

�B　ビーカーからスポイトで液体窒素を３(ml)ほど取り、机の上に垂らしてみる。どのような現象が起きたか記録する。

�C　�Bのような現象がなぜ起きたのかを推定する。

�D　液体窒素の中に花を入れ、その変化を観察する。

�E　花を取り出し、手袋をした手でつかみ、変化を観察する。

�F　液体窒素の中に試験管を入れ、この中に気体の酸素を注入し、変化を観察する。

�G　窒素と酸素を比較したとき、沸点はどちらが高いか。�Fの結果から推定しなさい。

�H　液体窒素の中に試験管を入れ、この中に気体の二酸化炭素を注入し、変化を観察する。

�I　試験管の中に出来上がった固体の名称を書きなさい。

�J　液体窒素の中に空気で膨らませた風船を入れたときどうなるか、変化を観察する。

�K　なぜ�Jのような現象が起きるのかを推定しなさい。

�L　液体窒素の中にバナナを５分ほど入れておく。このバナナを持って、釘を打ってみる。結果を書きなさい。

�M　液体窒素の中に軟式のテニスボールをしばらく入れてから、これを落下させる。結果を書きなさい。

実験場の注意点

・　デュワー瓶に入れても、液体窒素はどんどん蒸発してなくなっていきますので、実験直前に持ってきてもらう必要があります

・　

結果

�B　机上では、机がひじょうに熱いため、液体窒素と机の間に蒸発した窒素の膜が出来て、油のように液体窒素が小さく丸まって飛び散ります

�F�H　酸素は液体に、二酸化炭素はドライアイスになります

�J　空気が冷やされ体積が小さくなるので、風船は小さくなります。取り出すと元に戻ります

�M　瀬戸物のように砕け散るので注意が必要です

考察、応用

・　いろいろな物質の融点、沸点の違いについて

・　温度による気体の体積変化について

生徒さんへ

・　演示が主になる実験が多いです

・　固体、液体、気体の違いと温度の関係について考えてください

・　温度による気体の体積の変化について考えてください

・　ここの物質の沸点や融点について調べていると良いと思います