指示薬の名前と色をセットに
酸性は青色のリトマス紙を赤色に、アルカリ性は赤色を青色に変えます。BTB溶液は酸性で黄色、中性で緑色、アルカリ性で青色です。フェノールフタレイン溶液は酸性と中性で無色、アルカリ性で赤色になります。
無色や無変化だけで、中性と決めない
酸、アルカリとイオン — 攻略せよ。
STAGE 02 / CHEMISTRY / 中3
指示薬の色から、中和のイオンモデルと量の比較へ。
KEY POINTS
酸、アルカリとイオン・10のポイント
色の変化を手がかりに、原因のイオンと混合後の状態を説明しよう。
導電性と液性は別の分類
酸やアルカリの水溶液には電流が流れるものがありますが、中性の食塩水にも電流は流れます。うすい塩酸や硫酸はマグネシウムと反応して水素を発生させます。金属の種類を変えても同じ反応になると決め付けません。
複数の観察結果から、液の性質を判断
酸性の原因はH＋
塩酸や硫酸など、酸の水溶液に共通するのは水素イオンH＋です。電圧を加えるとH＋は−極側へ移動します。青色のリトマス紙が赤くなる部分の広がりを、原因のイオンの移動と結び付けて考えます。
水素イオン：陽イオン → −極側
アルカリ性の原因はOH−
水酸化ナトリウムや水酸化カルシウムの水溶液では、水酸化物イオンOH−がアルカリ性を示す原因です。OH−は陰イオンなので＋極側へ移動します。Na＋などの陽イオンの種類と、アルカリ性の原因を分けます。
水酸化物イオン：陰イオン → ＋極側
pHは7の左右で読む
室温の通常の水溶液では、pH7を中性の目安として、7より小さい側を酸性、大きい側をアルカリ性と考えます。数値が小さいほど酸性が強く、大きいほどアルカリ性が強くなります。同じBTBの色でも、強さが同じとは限りません。
7より小：酸性 / 7より大：アルカリ性
水になるのはH＋とOH−
酸とアルカリを混ぜると、水素イオンと水酸化物イオンが結び付いて水になり、互いの性質を打ち消し合います。この反応を中和といいます。塩酸と水酸化ナトリウムの組合せでは、Na＋とCl−は水になる反応に使われず残ります。
H＋ ＋ OH− → H₂O
中和が起きても、中性とは限らない
アルカリを少し加えて中和が起きても、H＋が残れば酸性です。ちょうど中性になった液にアルカリをさらに加えると、OH−が余ってアルカリ性になります。濃度がわからない液を等体積ずつ混ぜても、中性になるとは限りません。
反応の名前と、混合後の液性を分ける
中性の液にも、塩のイオンが残る
塩酸と水酸化ナトリウムをちょうど中性にすると、液中にはNa＋とCl−が残り、電流が流れます。水を蒸発させると塩化ナトリウムを取り出せます。中性になることは、液中のイオンが全部なくなることではありません。
中性 ≠ イオンなし ≠ 電流なし
塩には、溶けるものと沈殿するもの
中和でできる塩は食塩だけではありません。硝酸と水酸化カリウムからできる硝酸カリウムは水に溶けます。硫酸と水酸化バリウムからできる硫酸バリウムは水に溶けにくく、白い沈殿になります。取り出す操作は溶け方に合わせます。
溶ける塩：水を蒸発 / 沈殿：ろ過
量の比較は、基準と濃度を確認
同じ濃度の液を使うなら、酸の体積を増やした倍率に合わせて、中性にするアルカリの体積も増やします。基準となる実験結果を使い、余った量と追加すべき相手を判断します。精製水で薄めても全量を使うなら、元の液に由来するイオンの総数は変わりません。
基準の対応 → 過不足 → 必要な相手の量
COLOR TO IONS
観察から、混合後の状態へ
紙の色・電極の正負・薬品の種類・濃度と量を、先に確かめよう。
- CHECK 01条件をそろえる
指示薬と薬品、電極の正負、濃度・体積を確認する。
- CHECK 02観察を読み取る
変色・移動方向・沈殿などを分けて記録する。
- CHECK 03イオンで説明
H＋とOH−の反応、残るイオンの役割を考える。
- CHECK 04状態を点検
中和が起きたか、中性になったかを分けて判断する。
WATCH OUT
ここでつまずかない
無色だから中性？
フェノールフタレインは酸性でも無色です。別の指示薬やpHも確認します。
左右を覚える？
イオンの移動は電源の正負で決まります。電極の接続を先に見ます。
混ぜれば中性？
中和が起きても、H＋やOH−が余れば中性ではありません。
等体積なら過不足なし？
濃度と、基準となる中和量の対応を確かめます。
UNIT TEST / 単元テスト
酸、アルカリとイオン 単元テスト
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