「水溶液」の液性とは 酸性,中性,アルカリ性とは ・ 溶液中の水素イオン濃度[H+]によって決まる。[H+]>1×10−7のときを酸性,[H+]=1×10−7のときを中性,[H+]<1×10−7のときをアルカリ性と言う。 ・ −log[H+]で表された値をpHと言い,pH<7が酸性,pH=7が中性,pH>7がアルカリ性である。 ・ 酸とは,水に溶けたとき水素イオン(H+)を放出するもの,アルカリとは,水に溶けたとき水酸化物イオン(OH−)を放出するものである。塩化水素(HCl)の水溶液である塩酸中では,HClがH+を放出するので酸性を示す。塩酸のように,水に溶かしたときもっているHのほとんどをH+として放出するものを強酸と言う。 1 酸性物質,アルカリ性物質の基本性質 <酸性> ・ 酸味がある。 ・ 多くの金属と反応して水素ガスを発生する。 <アルカリ性> ・ 一般に苦みがある。 ・ タンパク質を溶かす。触ると,皮膚のタンパク質を溶かし,ぬるぬるする。 ※ 酸性物質とアルカリ性の物質を反応させると,中和(水素イオンと水酸化物イオンが化合して水ができる反応)が起こり,水と塩ができる。このとき,生じた塩が加水分解すると,中和後の水溶液は酸性またはアルカリ性を示すので,単に中和したからといって中性になるとは限らない。 HCl + NaOH → NaCl + H2O 塩酸 水酸化ナトリウム 塩化ナトリウム 水 (食塩) ※ 北海道にある工場では,海水を電気分解し塩酸と水酸化ナトリウムを製造している。つまり,中和反応の逆の反応を起こしているわけである。 2 身の回りの物質の液性(pH) pH pH 塩酸 0.0 雨水 6.5 胃液 1.0 牛乳 6.6 レモン汁 2.3 純水 7.0 酢 2.9 血液 7.4 ワイン 3.5 重曹溶液 8.4 トマトジュース 4.1 ホウ酸溶液 9.2 コーヒー(ブラック)5.0 歯磨き粉 9.9 酸性雨 5.6 石灰水 11.0 尿 6.0 家庭用アンモニア 11.9 水酸化ナトリウム 14.0 3 液性を調べる試験紙 <リトマス紙> ・ リトマスゴケの色素を利用して作る。 ・ 酸性側で赤色になり,アルカリ性側で青色になる。 <BTB溶液> ・ 中性は緑色,酸性側で黄色,アルカリ性側で青色となる。 <フェノールフタレイン> ・ アルカリ性側で赤色透明になり,中性から酸性では無色透明になる。 <pH試験紙(万能試験紙)> ・ pHにより色が変わり,色見本と比較し液性を決定する。 ※ いろいろな試験紙を使い,どの試験紙を使っても,同じ仲間は同じ色反応を示すことを確認し,酸性,中性,アルカリ性に分けることの良さを実感させる。 ※ 赤キャベツ溶液は,液性によっていろいろな色になり楽しく学習できる。 @ 赤キャベツを千切りにする。 A 赤キャベツをエタノールに浸ける。 B 赤キャベツの色がなくなったら,ろ過し水溶液を取り出す。 ※ 長期保存の場合は,少し薄い塩酸を加え酸性側にしておき,冷蔵庫で保存する。 ※ 赤キャベツ試験紙を作る場合は,液を濃くし,それをろ紙に染み込ませては乾燥させるという作業を繰り返す。 ※この方法で,いろいろな花の色素などを使い試験紙を作ることができる。 4 水のpHの不思議 ・純水はpH7.0である。しかしながら,雨水,川の水などのpHを測定すると,7.0を示すことは少ない。それは,空気中の二酸化炭素が溶け酸性を示したり,地表の石灰岩を溶かしてアルカリ性になったりするからである。 5 酸性食品とアルカリ性食品 ・ 先ほどの表でも分かるように,レモン汁やワインが酸性を示している。ところが,二つはいずれもアルカリ性食品である。 ・ 酸性食品かアルカリ性食品はそのものの酸性度で計るのではなく,体内で分解された後の液性で示している。したがって,体内での分解後を計る必要があるが,基本的には,体内で酸化させているわけであるから,食品を燃やし,灰を作り,それに水を加えたときの液性で調べることができる。 |