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酸素の発生量
二酸化マンガン MnO2 等を触媒にして，過酸化水素 H2O2 を分解すると酸素 O2 を発生します．
2H2O2 → 2H2O + O2↑
過酸化水素水の体積を ＶA (mL)，濃度を ＷC (mass%)，密度を ＤC (g/mL)とします．過酸化水素のモル質量（分子量）を Ｆ（ = 34.01 g/mol），標準状態における気体１ molの体積を ＶS（ = 22400 mL/mol）とすると，発生する酸素の体積 ＶO (mL)は次式で計算できます．
ＶO ＝ ＶA ＤC ＷC ＶS ／ ( 200 Ｆ )
酸素発生量の計算値 ＶO を下表に示します．実測した体積（約25℃）は表の値の９５％〜１００％になりました．酸素を捕集するときの損失を考慮すると，使用できる量はさらに少なくなります．
表１ 酸素発生量の計算値 ＶO (mL)
H2O2濃度
WC (mass%) | 密度DC
(g/mL) | H2O2体積VA (mL) |
| 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
| 3.00 | 1.01 | 49.9 | 99.8 | 150 | 200 | 249 | 299 | 399 | 499 | 599 | 698 | 798 | 898 | 998 |
| 5.00 | 1.02 | 84.0 | 168 | 252 | 336 | 420 | 504 | 672 | 840 | 1008 | 1176 | 1344 | 1512 | 1680 |
| 10.0 | 1.03 | 170 | 339 | 509 | 678 | 848 | 1018 | 1357 | 1696 | 2035 | 2374 | 2714 | 3053 | 3392 |
酸素の発生に要した時間(s)と二酸化マンガン（粉末）の質量(mg)の関係を下に示します．実測値がばらつきましたので，酸素発生時間はおよその値です．
図１ 酸素発生時間（過酸化水素の分解時間）と二酸化マンガンの質量の関係
過酸化水素水の体積ＶA=10mL，開始時の水溶液温度 18〜19℃，室温 21〜25℃
反応が完全に終了した時間 過酸化水素水の濃度 ◆：ＷC=3mass%
反応がほぼ終了した時間 過酸化水素水の濃度 □：ＷC=3mass%，△：ＷC=5mass%，○：ＷC=10mass%
表２ 酸素発生時間と二酸化マンガンの質量の関係
| H2O2 濃度と体積 | MnO2粉末, mg | 5 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 80 | 100 | 備考 |
| H2O2 ＷC=3mass%，ＶA=10mL | 酸素発生時間, s | | 1320 | 1013 | 944 | 582 | 485 | 441 | 285 | 250 | 反応が完全に終了した時間 |
| H2O2 ＷC=3mass%，ＶA=10mL | | 974 | 590 | 385 | 302 | 275 | 180 | 143 | 145 | 反応がほぼ終了した時間 |
| H2O2 ＷC=5mass%，ＶA=10mL | | 640 | 322 | 225 | 181 | 155 | 120 | 80 | 80 |
| H2O2 ＷC=10mass%，ＶA=10mL | 496 | 295 | 174 | 113 | 87 | 62 | 51 | 42 | 35 |
開始時の水溶液温度 18〜19℃，室温 21〜25℃
過酸化水素水の密度
上のJava Appletプログラムで使用している過酸化水素水の密度と濃度の関係を下に示します．化学便覧にデータが記載されていないため，理科年表および市販品のカタログ等から密度や比重のデータを集めました．
図２ 過酸化水素水の密度と濃度の関係
表３ 過酸化水素水の密度（比重）ＤC (g/mL)と濃度ＷC (mass%)の関係
| ＷC | 0 | 1 | 3 | 6 | 10 | 16 | 20 | 26 | 30 | 30 | 30 | 31 | 33 | 35 | 35 |
| ＤC 計算値 | 1.00 | 1.00 | 1.01 | 1.02 | 1.03 | 1.06 | 1.07 | 1.09 | 1.11 | 1.11 | 1.11 | 1.11 | 1.12 | 1.13 | 1.13 |
| ＤC 文献値 | | 1.0022 | 1.01 | 1.0204 | 1.0351 | 1.0574 | 1.0725 | 1.0959 | 1.11 | 1.1122 | 1.12 | 1.11 | 1.11 | 1.13 | 1.1327 |
| | | | | | | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | | | | | |
| ＷC | 40 | 45 | 45 | 50 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
| ＤC 計算値 | 1.15 | 1.17 | 1.17 | 1.20 | 1.20 | 1.24 | 1.29 | 1.35 | 1.40 | 1.46 |
| ＤC 文献値 | 1.1536 | 1.17 | 1.1749 | 1.1966 | 1.20 | 1.24 | 1.30 | | 1.40 | 1.46 |
※ 濃度ＷC (mass%)による密度ＤC (g/mL)の計算式 D = 0.0000135W2 + 0.0325W + 1.00
濃度の計算方法
市販の過酸化水素水（過酸化水素の水溶液）の体積をＶA (mL)，それに溶けている過酸化水素の質量をＭA (g)，希釈水の体積をＶB (mL)，水の全部の質量をＭB (g)，溶液の質量と体積をＭ (g)とＶ (mL)，溶液の密度をＤ (g/mL)，質量百分率濃度をＷ (mass%)，モル濃度をＣ (mol/L)，溶液体積／希釈水体積をＱとします．さらに，過酸化水素の式量をＦ (g/mol)，市販の過酸化水素水の質量百分率濃度と密度をＷC (mass%)とＤC (g/mL)とすると，次式のような関係があります．
ＭA＝ＶAＤCＷC／100， ＭB＝ＶB＋ＶAＤC（100−ＷC）／100，
Ｗ＝100ＭA／Ｍ， Ｍ＝ＭA＋ＭB＝ＶAＤC＋ＶB＝ＶＤ， Ｃ＝1000ＭA／ＦＶ，
Ｑ＝Ｖ／ＶB， １ L＝1000 mL
これらの式と既知の値を用いて未知の値を求めることができます．濃度から密度を求めたり，溶液体積／希釈水体積から濃度を求めるときはプログラム中の表を使います．
調製方法
必要な器具は，前もって洗浄し乾燥しておきます．
１ 作成したい容量がはかれるメスシリンダー（たとえば350 mLを作成するなら500 mL）で蒸留水をはかりとり，ビーカーに移します．
２ 別のメスシリンダーで市販の過酸化水素水をはかりとり，１のビーカーに少しずつよくかき混ぜながら加えていきます．
３ 必要ならば，試薬ビンに移して保管します．試薬名，濃度，作成日，作成者などを書いたラベルを付けましょう．
注意事項
市販の過酸化水素水は劇物で，毒性・腐食性と酸化性があります．高濃度のものが皮膚に付くと，白斑を生じて痛みます．過酸化水素水が目に入ったり，皮膚についたら直ぐに多量の水で洗い流しましょう．
過酸化水素水は，金属粉末やアルカリおよび酸化されやすい有機物によって分解され，酸素を発生し発熱します．可燃物と混合すると発火させることがあります．これらの物質と混ざらないように注意し，冷暗所に保管しましょう．
市販品の濃度は３０．０〜３５．５％です．正確な濃度が必要な場合には，濃度がわかっている酸化剤で滴定して，正確な濃度を決定しましょう．