検出方法で困ってます。

質問

こんばんは。私は中３です。
夏休みの宿題で「自由研究」が出ました。テーマは排気ガスを調べようと思っています。方法は車のガスが出るところに袋を近づけて採取し、その中に2、3日外に置いて、冷蔵庫で冷やした水を入れて無理やり水に溶かして水溶液にする方法です。
窒素酸化物を調べるキットはあったのですが、硫黄酸化物、炭化水素を調べるキットがありませでした。キットでなくても学校か家でできる方法ならなんでもいいです。できれば一般の人でも手に入る薬品を使って検出したいです。ご存じの方はよろしくお願いします。また、もっと効率のいい採取方法があれば教えてください。

回答No.3

kgu-2 · ベストアンサー

>薬品(液体で
窒素酸化物は、空気中の窒素が燃えてできます。二酸化硫黄の元は、ガソリンなどの不純物です。ですから、なるべく不純物の多いガソリン、すなわち、ディーゼル車の方が調べやすいと思います。それでも、濃度は低いでしょうから、目で見てわかるほどの濃度があるかどうか・・・。二酸化窒素は、もっと調べるののが難しいと想います。
　方法としては、二酸化硫黄が水に溶けると酸性になるのでpHを調べる。もう一つは、酸化還元反応というのを利用するが思いつきます。具体的には、過マンガン酸カリウムのできるだけ薄い水溶液(水でうすめて、ほんのかすかな紫色にする)を入れておいて、排気ガスと反応させ、紫色が消えたら、二酸化硫黄が有る、かもしれないということになります。
　というのも、この反応をおこすものは他にもあるからです。しかし、中学校くらいだと、これ以上は無理だと思います。

お礼

本当にありがとうございます。
高校化学を少しかじっていたので、少しずつわかってきました。
ただ、過マンガン酸カリウムや二クロム酸カリウムなどの強い酸化剤が手に入るかどうかがあやふやですが、がんばってみたいと思います。

回答No.2

kgu-2

>硫黄酸化物、炭化水素を調べるキット
地球環境分析キット、というのが発売されていました。しかし、本屋に残っているかは・・・。
　硫黄酸化物は、No1の方が書き込まれているように、普通二酸化硫黄になり(酸性雨の主因)、酸化されると三酸化硫黄になります。いずれも、酸性になるのでpHを測定すれば、多く含まれていれば、pHは下がります。
http://otonanokagaku.net/products/others/earth/detail.html

　炭化水素は、水には実質溶けませんので、この方法では採取したことにはなりません。
　そして、ガソリンの燃え残りですので、再度燃やして(燃えるほどの濃度ではないと想うし、火を使うのは危ないし、ドラフトなどのきちんとした設備がない限りお勧めしません)、増加した二酸化炭素を測定する、というのは原理としては、可能です。しかし、排気ガスには、二酸化炭素がタップリ入っているので、少々増加したくらいでは、その差を見つけるのは不可能でしょう。
　これもNo1の方が書き込んでおられるように、ガスクロという機械があれば簡単にしかも微量でも測定できます。大学の理系の研究室などには、あります。大学生に知った人がいれば、頼んでみる。あるいは、大学入学まで、楽しみにしておく、というのも。　
　簡単なのは、鼻センサー。匂いを嗅いで、『ガソリン臭い』というのが現実的かも(体に良くないので一瞬嗅いだらすぐに止めること、深呼吸は絶対にしない)。

>もっと効率のいい採取方法があれば教えてください。
排気ガスの成分は、気体ですので、温水よりも冷水のほうがよく溶けます(ヘンリーの法則といいます)。
　窒素酸化物も硫黄酸化物も酸性ですから、水をアルカリ性にした方が良いのですが、家庭でできる採取後の反応を考えると、このままの方が良いと思います。

　大学の私の授業では、地球温暖化の元凶と言われている二酸化炭素を測定させています。工夫のある学生は、排気ガスを測定したりします。普通の空気にもあるのですが、濃度に大きな差があります。比べてみてはどうですか。
　水の替わりに、塩化カルシウムの水溶液を使って下さい。

参考URL：

http://otonanokagaku.net/products/others/earth/detail.html

お礼

貴重なアドバイスありがとうございます。
やっぱり、中学レベルでは炭化水素は検出できないのですね。
大学入学まで楽しみにしたいと思います。

補足

＞地球環境分析キット、というのが発売されていました。
確かにそのようなキットはあったと思います。
薬品(液体で、できれば一般人でも手に入る)を使って検出する方法はあるのでしょうか？もしもあるのならば教えていただけませんか？度々申し訳ありませんがよろしくお願いします。

回答No.1

usokoku

中学校のレベルね
＞硫黄酸化物、
全窒素がわかっているのであれば、pHを計れば見当つくでしょう。
万能pH試験紙、又は、花の汁
＞炭化水素
中学校のレベルではないです。か゛スクロマトグラフィーを使っていますから。

お礼

貴重なアドバイスありがとうございます。
やっぱり、炭化水素は中学校レベルでは検出できないのですね。