理科の実験で液体の体積を測るときに登場する「メスシリンダー」。一見シンプルな道具に見えますが、目盛りの読み方や扱い方には意外と細かいルールがあり、使い方を間違えると測定結果が大きくずれてしまいます。今回はそんなメスシリンダーにまつわる知識をクイズ形式で10問用意しました。理科の授業を思い出しながら、何問正解できるか挑戦してみてください。
Q1 : メスシリンダーで液体を量り取り、別容器に正確な量を移したいとき、より適した器具は？
メスシリンダーは「入れた量」を測る器具（受用＝In）であり、注ぎ出した量は壁面に残る液体のため正確ではありません。一方ホールピペットやメスピペットは「出した量」を正確に量る器具（出用＝Ex）として設計されており、決まった体積を別容器へ正確に移すのに適しています。容量分析や正確な希釈操作ではピペットを使うのが基本で、メスシリンダーは大まかな体積を量る用途に限定するのが望ましい使い方です。
Q2 : メスシリンダーで固体の体積を測る方法を何という？
水を入れたメスシリンダーに固体を沈め、増えた水位の差から体積を求める方法を一般に「水没法」または広義のアルキメデス法と呼びます。アルキメデスが王冠の純度を見抜いた逸話で有名な原理に基づき、不規則な形の物体でも正確に体積を測定できます。注意点は、固体が水に溶けたり浮いたりしないこと、気泡が付着していないこと、メニスカスを正しく読むことです。理科の実験でよく使われる基本的な体積測定法です。
Q3 : メスシリンダーとビーカー、より正確に体積が測れるのはどちら？
ビーカーにも目盛りはついていますが、これは「おおよその目安」であり精度は低く、誤差は5〜10%程度あるとされています。一方メスシリンダーは体積測定を目的に設計された器具で、誤差は1%程度と比較的精度が高いです。さらに精密な測定にはホールピペット、メスフラスコ、ビュレットなど専用器具が使われます。実験では用途に応じて器具を使い分けることが重要で、正確な濃度の溶液を作る際にビーカーで計量するのは不適切です。
Q4 : メスシリンダーの洗浄後、目盛りの内側に水滴が残っていても、そのまま使ってよいのはどんな場合？
メスシリンダーで水を測る場合は、内側に水滴が残っていても問題ありません。しかし水以外の溶液（特に濃度が重要な液体）を測る際に水滴が残っていると、液体が薄まって正確な体積や濃度が得られないため、共洗い（測る液体で2〜3回すすぐ）が必要です。なお、メスフラスコやメスシリンダーは加熱乾燥すると目盛りが狂う恐れがあるため、乾燥機ではなく自然乾燥か共洗いで対応するのが基本です。
Q5 : メスシリンダーの材質として一般的でないものは？
メスシリンダーは透明で液面が見える必要があるため、一般にガラス製またはプラスチック製（ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリカーボネート等）が使われます。金属製は不透明で液面やメニスカスが読み取れないため通常使われません。ガラス製は耐薬品性・透明度に優れますが割れやすく、プラスチック製は割れにくくフッ酸など一部の薬品にも使えますが耐熱性や透明度でガラスにやや劣ります。用途に応じて使い分けます。
Q6 : メスシリンダーで水を測ると液面が「凹」型に湾曲する。この現象を何という？
液体の表面が容器との接触部分で湾曲する現象を「メニスカス」と呼びます。水の場合、ガラス壁との付着力（接着力）が水分子同士の凝集力より強いため、壁に引き上げられて凹型のメニスカスができます。逆に水銀の場合は凝集力の方が強いため凸型のメニスカスになります。メスシリンダーで体積を読むときは、このメニスカスの底（水なら下端、水銀なら上端）を目盛りに合わせて読み取るのが正しい方法です。
Q7 : 100mLメスシリンダーの一般的な最小目盛りはどれ？
100mLメスシリンダーの最小目盛りは通常1mLです。一般に体積が大きいメスシリンダーほど最小目盛りも大きくなり、10mLなら0.1〜0.2mL、50mLなら0.5〜1mL、100mLなら1mL、500mLなら5mL程度が標準です。読み取り時は最小目盛りの10分の1まで目分量で読むのが原則とされており、100mLなら0.1mLの位まで推定値として記録します。より精密な体積測定が必要な場合はホールピペットやメスフラスコを使用します。
Q8 : メスシリンダーで加熱した液体を測ってはいけない主な理由は？
メスシリンダーは20℃を基準（標線）として目盛りが刻まれている体積計です。加熱された液体を入れるとガラスが熱膨張して内容積が変化し、また液体自体も膨張しているため、表示された目盛りどおりの体積になりません。さらに急激な温度変化でガラスが破損する恐れもあります。正確に体積を測りたいときは、必ず常温（およそ20℃）まで冷ましてから測定するのが基本ルールです。
Q9 : メスシリンダーは主に何を測定するための器具？
メスシリンダーは液体や粉末の体積を測定するためのガラス製またはプラスチック製の円筒形器具です。側面に目盛りが刻まれており、注ぎ口があるのが特徴です。質量を測るのは天秤やはかり、温度は温度計、密度は比重計などを使うため、メスシリンダーは体積測定専用の器具と覚えておくとよいでしょう。ただし、ホールピペットやメスフラスコほど精密な測定はできず、目分量より正確な簡易体積測定に用いられます。
Q10 : メスシリンダーで液体の体積を読み取るとき、目線はどこに合わせるのが正しい？
メスシリンダーで水などの液体の体積を測るときは、液面が容器の壁に引き寄せられて湾曲し「メニスカス」と呼ばれる凹型を作ります。正しい読み取り方は、目線を液面と水平にし、メニスカスの最も低い部分（底）を目盛りに合わせて読むことです。上から見下ろしたり下から見上げたりすると視差により正確な値が読めません。水銀のように凸型のメニスカスを作る液体の場合は、逆に最も高い部分を読みます。
まとめ
いかがでしたか？ 今回はメスシリンダークイズをお送りしました。
皆さんは何問正解できましたか？
今回はメスシリンダークイズを出題しました。
ぜひ、ほかのクイズにも挑戦してみてください！
次回のクイズもお楽しみに。
