~ 中和反応の謎を解き明かす！ ~
みんなー！ 理科の時間って、たまに「うっ…」ってなることない？
例えば、「酸性」「アルカリ性」とか、「中和」とか…
でも大丈夫！
今日は、そんなモヤモヤをスッキリ解決しちゃう、魔法みたいな反応、「中和」について、とびきりわかりやすく解説するよ！
そもそも「中和」ってナニ？
例えば、酸っぱいレモン （酸性）と、苦い石けん （アルカリ性）を混ぜたらどうなると思う？
… ドッカーン！ってなるわけないよね！
実は、お互いの性質を打ち消し合って、「水」になっちゃうんだ！ これが「中和」！
イメージとしては、酸性とアルカリ性がケンカ してたんだけど、仲裁役 の水が現れて、
「二人とも落ち着いて！ 水にでもなって反省しなさい！ 」
って感じで、水になっちゃった！みたいな感じかな？
中和のすごい力
この「中和」、実は身の回りでめっちゃ役に立ってるんだ！
例えば…
- 胃薬 : 胃酸過多で胸やけ した時、胃薬を飲むと中和されて、あら不思議！スッキリするよね？
- 洗剤 : 酸性の汚れはアルカリ性洗剤で、アルカリ性の汚れは酸性洗剤で中和！ だから汚れが落ちやすいんだね！
- 料理 : 酸っぱいレモンケーキ に、アルカリ性のベーキングパウダーを加えると、フワフワ食感になるのも中和のおかげ！
ね？ 中和ってすごいっしょ？
実験で見てみよう！
じゃあ、実際にどんなことが起きるのか、実験で見てみよう！
BTB溶液大活躍！ 中和を見極めろ！
用意するもの：
- 塩酸（酸性）
- 水酸化ナトリウム水溶液（アルカリ性）
- BTB溶液 （酸性で黄色、中性で緑、アルカリ性で青に変色する魔法の液体！ )
実験開始！
- 塩酸にBTB溶液を入れると…あら黄色！
- そこに水酸化ナトリウム水溶液を少しずつ混ぜていくと…
- なんと！緑色に変化！ 中和完了！
- さらに水酸化ナトリウム水溶液を加えると…青色に！
つまり、BTB溶液の色を見れば、中和が起きたかどうかがわかるんだね！
「中和」は、酸性とアルカリ性を打ち消し合って水になる反応！
- 身の回りで役立ってる！
- BTB溶液を使えば、色の変化で見極められる！
ね？ 最初は難しそうに見えた「中和」も、実は意外とシンプルで、おもしろいと思わない？
これで君も「中和マスター」だ！
P.S. 今度、レモンケーキ を作るときは、ベーキングパウダーの働きを思い出してみてね！
中和反応のまとめ
中和反応とは
水溶液中の水素イオン(H+)と水酸化物イオン(OH-)が反応して水(H₂O)ができる反応を中和といい、水溶液は中性に近づきます。
H⁺ + OH⁻ → H₂O
中和反応によって水溶液中のH+とOH-がすべて反応すると、水溶液は中性を示します。
中和反応と塩
塩酸(HCl)に水酸化ナトリウム水溶液(NaOH)を加えると、中和反応が起こり、水と塩化ナトリウム(NaCl)ができます。
HCl + NaOH → H₂O + NaCl
このように、酸の陰イオンとアルカリの陽イオンが結び付いてできた物質を塩といいます。
中和反応の実験
BTB溶液を用いた実験
塩酸に水酸化ナトリウム水溶液を少しずつ加えていくと、以下の変化が見られます。
- 塩酸過剰: 水溶液は酸性を示し、BTB溶液は黄色を示します。
- 中和点: 塩酸と水酸化ナトリウムが過不足なく反応すると、水溶液は中性になり、BTB溶液は緑色に変化します。
- 水酸化ナトリウム過剰: 水酸化ナトリウムが過剰になると、水溶液はアルカリ性を示し、BTB溶液は青色に変化します。
中和反応とイオン数の変化
中和が進むにつれて、水溶液中の各イオンの数は以下のように変化します。
塩酸に水酸化ナトリウムを入れる場合
- H⁺: 中和が進むにつれて減少し、中和点で0になります。
- OH⁻: 中和点までは0で、中和点を超えると増加します。
- Cl⁻ (塩酸由来): 一定に保たれます。
- Na⁺ (水酸化ナトリウム由来): 水酸化ナトリウムの添加量に応じて増加します。
こまごめピペットの使い方講座🧪 ~ 正確に測って実験マスターになろう！ ~
こまごめピペットって、理科の実験で使う、あの小さなスポイトみたいなやつだよね？
「え、これどうやって使うの…？」 🤔 「間違って吸い込んじゃったらどうしよう…」😱
なんて不安に思ってる君のために、こまごめピペットの使い方を分かりやすく解説するよ！
1. 準備はOK？ 💪
- こまごめピペット: まずは主役のこまごめピペットを用意！
- ゴム球: ピペットの上についてる、プニプニしたやつ！
- ビーカー: 測りたい液体を入れておく容器だよ。
- 測りたい液体: 今日は何の実験かな？
2. こまごめピペットの使い方、スタート！ 🚀
手順1. ゴム球をピペットに装着！
まずは、ゴム球をピペットの上部にしっかりと取り付けよう。 ぐらぐらしてると、液体がうまく吸い上げられないからね！
手順2. ゴム球を押して空気を抜く！
ゴム球をぎゅっと押して、中の空気を抜いておこう。
こうすることで、液体を吸い上げやすくなるんだ！
手順3. ピペットの先を液体に！
ゴム球を押したまま、ピペットの先端を測りたい液体にしっかりと浸す。
この時、先端が底につかないように注意してね！
手順4. ゴム球をゆっくり離して液体を吸い上げる！
ゴム球をゆっくりと離すと、液体がピペット内に吸い上げられていくよ。
必要な量になったら、ゴム球から手を離そう。
手順5. 液体を別の容器に移す！
液体を移したい容器にピペットの先端を近づけ、ゴム球をゆっくりと押して液体を出す。
一滴ずつ正確に測りたい場合は、ゴム球を軽く押したり離したりして調整しよう。
手順6. 使用後はきれいに洗おう！
実験が終わったら、ピペットをよく洗って乾燥させよう！
次の実験で正確な結果を得るためにも、清潔に保つことが大切だよ！
注意点⚠️
- 絶対に口で液体を吸い上げない！ 危険なので、必ずゴム球を使おう。
- ゴム球を強く押しすぎない！ 液体が勢いよく飛び出したり、ゴム球が破損する恐れがあるよ。
- ピペットの先端を触らない！ 汚れの原因になるよ。
さあ、これで君もこまごめピペットマスターだ！ 😎
動画でまとめ
中和反応マスターへの道！理解度チェックテスト 💪
全20問、目標は満点💯！ 中和反応の基礎から応用まで、しっかりマスターできてるか試してみよう！
問題を解いたら、下にスクロールして解答と解説をチェック！
【基礎編】
① 中和反応とは、何という種類の物質と何という種類の物質が反応して水ができる反応のことですか？
② 中和反応の結果できる物質のうち、物質名を「水」以外に答えなさい。
③ 酸性やアルカリ性の強さを表す数値を何というか？
④ pHの値が小さいほど、酸性は強くなるか、弱くなるか？
⑤ BTB溶液は、酸性、中性、アルカリ性の水溶液にそれぞれ入れると何色になるか？
⑥ 酸性の液体に必ず含まれるものは何ですか？
⑦ アルカリ性の液体に必ず含まれるものは何ですか？
⑧ 水酸化ナトリウムに塩酸を少しずつ入れるとき、中和が完了するのはどんな時ですか？
⑨ ナトリウムイオンは、どんな時に塩化物イオンと結びつきますか？
⑩ こまごめピペットで液体を吸い上げる時に、口で吸い上げてはいけない理由を簡単に説明しなさい。
⑪ こまごめピペットを使う時、液体を吸い上げるために使うものは？
⑫ こまごめピペットで、液体の量を正確に測りたいとき、どのように操作すればよいか？
⑬ こまごめピペット使用後、どのように保管すれば良いか？
⑭ 塩酸に水酸化ナトリウム水溶液を少しずつ加えていく実験において、中和が完了したことを確認するために使うものは？
⑮ 塩酸に水酸化ナトリウム水溶液を加えていくと、水溶液は最終的に何色になるか？
⑯ 硫酸と水酸化バリウムの中和反応式を完成させなさい。
H₂SO + Ba(OH)₂ → ( ) + ( )
⑰ 問題⑯で、中和が完了した時の水溶液には電気が流れますか？
⑱ 問題⑰でできた塩の物質名を答えよ。
⑲ 塩酸と水酸化ナトリウムの中和反応で、中和が完全に終わった時の水溶液は電気が流れますか？
⑳ 中和反応は、私たちの身の回りで様々に利用されている。正誤を答えなさい。
【解答と解説】
お疲れ様！ 全問解けたかな？ 解答と解説を見て、理解を深めよう！
① [解答] 酸性 と アルカリ性
[解説] 中和反応は酸性とアルカリ性の性質を持つ物質同士が反応することで起こります。
② [解答] 塩
[解説] 中和反応では、水と塩ができます。塩は、酸の陰イオンとアルカリの陽イオンが結びついてできます。
③ [解答] pH（ピーエイチ）
[解説] pHは0から14までの値を取り、pH7が中性、pH7より小さいと酸性、pH7より大きいとアルカリ性を示します。
④ [解答] 強くなる
[解説] pHは0に近づくほど強い酸性を示します。
⑤ [解答] 酸性：黄色、中性：緑色、アルカリ性：青色
[解説] BTB溶液は酸性で黄色、中性で緑色、アルカリ性で青色を示します。
⑥ [解答] 水素イオン (H⁺)
[解説] 酸性の液体には、必ず水素イオン(H+)が含まれています。
⑦ [解答] 水酸化物イオン (OH⁻)
[解説] アルカリ性の液体には、必ず水酸化物イオン(OH⁻)が含まれています。
⑧ [解答] 水酸化ナトリウム水溶液と塩酸が過不足なく反応して、水溶液が中性になった時。
[解説] 水酸化ナトリウムと塩酸を混ぜ合わせたときに、水酸化ナトリウムと塩酸の量的なバランスが取れ、水溶液が中性になった時です。
⑨ [解答] 水溶液から水が蒸発する時など。
[解説] 水溶液中のナトリウムイオンと塩化物イオンは、水溶液から水が蒸発する時などに結びつき、塩化ナトリウムの結晶として得られます。
⑩ [解答] 危険な薬品を口に入れてしまう可能性があるから。
[解説] 口で吸い上げると、誤って薬品を飲んでしまう危険性があるからです。
⑪ [解答] ゴム球
[解説] こまごめピペットは、ゴム球を使って液体を吸い上げます。
⑫ [解答] ゴム球を軽く押したり離したりして調整する。
[解説] ゴム球を軽く押したり離したりすることで、一滴ずつ調整します。
⑬ [解答] 洗って乾燥させる。
[解説] こまごめピペットは、使用後に水洗いし、乾燥させてから保管します。
⑭ [解答] BTB溶液などの指示薬
[解説] 中和反応の確認には、BTB溶液などの指示薬を用います。
⑮ [解答] 青色
[解説] 最初は酸性なので黄色ですが、中和が進むと緑色になり、水酸化ナトリウム水溶液を加え続けると最終的には青色になります。
⑯ [解答] H₂SO + Ba(OH)₂ → BaSO₄ + 2H₂O
[解説] 中和反応式は、H₂SO + Ba(OH)₂ → BaSO₄ + 2H₂O となります。
⑰ [解答] 流れない
[解説] 水溶液に電気が流れるかどうかは、イオンが存在するかどうかが関係しています。この場合、中和反応によって水と塩ができて、水溶液中にイオンが残っていないので、電流は流れません。
⑱ [解答] 硫酸バリウム
[解説] 硫酸と水酸化バリウムの中和反応でできる塩は硫酸バリウムです。
⑲ [解答] 流れる
[解説] 水溶液に電気が流れるかどうかは、イオンが存在するかどうかが関係しています。塩酸と水酸化ナトリウムの中和反応では、ナトリウムイオンは、イオン化傾向が高いのでイオンのままです。だから中和しても電流が流れます。水を蒸発させるとナトリウムイオンと塩化物イオンが結合して塩化ナトリウムになります。
⑳ [解答] 正
[解説] 中和反応は、医療分野や食品分野など、私たちの身の回りで様々に利用されています。
最後に
お疲れ様！ 全問正解できたかな？
分からなかった問題は、もう一度解説を読んで復習しておこうね！ 😊
😊「なんだ。簡単じゃん」と感じてもらえたらすごくうれしいです。わかりにくい問題があったら、教えてください。簡単に説明したり、わかりやすい他の方法で、もっと楽に理解が深まります。
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