「実験テーマ」黄リン

「サブテーマ」おー、リンが発光している。

「実験目的」赤リンの乾留により、黄リンを生成させる。気化した黄リンが空気中の酸素と反応し、発光する現象を観察する。

「学習項目」

  同素体  ②乾留  ③蛍光・燐光

参考画像」

赤リンは、溶けて壁面にへばりついているので量が多く見える。

始めに赤リンが発火し、オレンジ色の明るい光が見える。

熱していない上部の方に、ぼーっとした黄色い光の帯が出現する。

酸素を供給すると一気に光るが、これは燃焼(赤リンも)に近い。


動 画」
赤リンの乾留により、黄リンが試験管の壁面に付着してくる。いったん赤リンが着火点に達するので燃焼するが、気化してきた黄リンが空気中の酸素と反応し、まるでオーロラのような幻想的な黄色の光を発する。2分あたりから発光が見える。


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「準 備」

「操作手順」
  
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「注 意」

1.  観察は暗くして行うと良い。

2.  換気を十分に行い、演示実験のみとする。

 

「確認演習」

1.  リンという元素および、同素体について、性質をまとめなさい。

2.  赤リンが燃焼する反応を化学反応式で表しなさい。

3.  リンの化合物を例示して、その性質について述べなさい。

4.  同素体には他にどのようなものがあるか、例示しなさい。

 ( )( )( )番 氏名(         )

 

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<解 説>

  1. 空気中で発光・発火:赤リンの乾留により、黄リンを生成させることができるが、加熱により黄リンは試験管の壁面に付着してくる。いったん赤リンが着火点に達するので燃焼するが、その際に、黄リンが気化する。試験管上部で空気中の酸素と反応し、まるでオーロラのような幻想的な黄色の光の帯が観察される。黄リンの発火点は約60℃、表面をこするくらいで自然発火するため、水中で保存する。空気中では、室温でも徐々に酸化され、熱と白~黄色の光を発する。青白い光という表現も目につくが、観察の条件にもよるのではないか。また、「燐光」の語源とはなっているが、「燐光」は、得たエネルギーを可視光の形で放出される全く別の現象(蛍光)である。
  2. 数種類の同素体の一つ:リンは古くから存在が確認されている元素で、同素体がいくつかあり、赤リンと白リンがよく知られている。黄リンは、正確には、白リンの表面に微量の赤リン膜が覆われたもので、薄黄色に見えることから、黄リンという言い方が一般化した。第3類危険物(自然発火性物質・禁水性物質)の指定を受け、しかも致死量0.1gという猛烈な毒性を持つため、取り扱いは厳重に、しかも実験を行う場合は、熟練した指導者による演示のみとし、ドラフト中で行うことが望ましい。
  3. 黄リン性質:化学組成はP4、正四面体型の分子から成る。比重が1.82。白色または淡黄色の透明ろう状固体。強い刺激臭。暗所で酸化し発光する。猛毒物質。水は溶けないので水中保管する。二硫化炭素・ベンゼンに溶ける。融点44℃。沸点280℃。毒性強く、皮膚に付くと火傷を起こす。蒸気吸引すると、重篤な消化器症状や神経障害を起こすことがあり、誤飲は絶対に避けねばならない。教科書では同素体の単元で取り扱われており、赤リンの乾留により得られる物質という紹介もされている。マッチの側薬に使われている赤リンから、黄リンを得ることも可能だが、危険性を考えると、あえて触れない方が望ましいと思われる。

 ( )( )( )番 氏名(         )

「参 考」


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編集:山田暢司