使い捨てカイロの成分分析

１　目的

　使い捨てカイロの主成分（原材料）を定性的に分析する。

２　準備

　[器具]　ブフナー漏斗、吸引びん、ろ紙、アスピレーター、ビーカー(300ml)、ガラス棒、万能ｐＨ試験紙、蒸発皿、白金線、バーナー、三脚、金網、試験管
　[薬品]　使い捨てカイロ、6mol/l塩酸、0.1mol/l硝酸銀水溶液または0.1mol/l硝酸鉛(�U)水溶液、1mol/l水酸化ナトリウム水溶液または0.1mol/lヘキサシアノ鉄（�U）酸カリウム水溶液

３ 　方法

(1)　使用済みの使い捨てカイロの中身を約30g量り取る。
(2)　300mlビーカーに(1)を入れ、水100mlを加えてよくかき混ぜる。
(3)　ブフナー漏斗、吸引びんを用いて吸引ろ過を行い、ろ液(無色)と不溶物を分離する。

　
　写真１　吸引ろ過の様子

(4)　万能ｐＨ試験紙で、(3)のろ液のｐＨ(ｐＨ７〜８程度)を確認する。さらに、ろ液の一部を試験管に取り、硝酸銀または硝酸鉛(�U)の水溶液を加えてみる。


　写真２　硝酸銀水溶液を加えたときの様子

(5)　(3)のろ液の一部を蒸発皿に取り、バーナーで加熱し水分を蒸発させる。蒸発後に白色結晶が残るので、結晶のかけらを白金線につけ、バーナーの炎にかざす。
(6)　(3)でろ過した不純物を300mlビーカーに入れ、6mol/l塩酸150mlを少しずつ加え、よくかき混ぜる（発熱と若干の発泡が見られるので注意する）。
(7)　万能ｐＨ試験紙で、溶液が酸性になっていること(ｐＨ４程度)を確認してから、吸引ろ過を行い、ろ液（黄褐色）と不溶物を分離する。
(8)　(7)のろ液の一部を試験管に取り、水酸化ナトリウム水溶液またはヘキサシアノ鉄（�U）酸カリウム水溶液を加える。

写真３　水酸化ナトリウム溶液を 　　　　　加えたときの様子		動画１　ヘキサシアノ鉄（�U）酸カリウム水溶液を加えたときの様子

(9)　不溶物を乾燥させ、拡大鏡（虫めがね）で観察する。

４　結果

(1)　方法(4)では、塩化銀または塩化鉛(�U)の白色沈殿が生成する。
(2)　方法(5)では、黄色の炎色反応が見られ、ナトリウムイオンの存在が確認できる。
(3)　方法(8)では、ろ液に水酸化ナトリウム水溶液を加えると、水酸化鉄(�V)の赤褐色沈殿が生成する。また、ヘキサシアノ鉄（�U）酸カリウム水溶液を加えると、濃青色沈殿が生成する。
(4)　方法(9)では、カイロの原材料に含まれていた木粉や砂粒などが見られる。

５　考察

　使い捨てカイロには主成分（原材料）として、食塩、鉄粉、木粉が含まれている。この実験の方法(4)と(5)を通じて食塩(塩化ナトリウム）の存在を、方法(8)を通じて鉄の存在を、方法(9)を通じて木粉などの存在を確認できる。

６　留意点

(1)　方法(7)のろ液には、鉄(�U)イオンもいくらか含まれているため、方法(8)で水酸化ナトリウム溶液を加えたときの沈殿は、やや黒みを帯びて見えることがある。また、ヘキサシアノ鉄(�V)酸水溶液を加えても濃青色沈殿が生じる。
(2)　メーカーによって、使い捨てカイロの主成分（原材料）は若干異なるので注意する。