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オープニング
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(オープニングタイトル)

scene 01酸性とアルカリ性の違いは?
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レモンや梅干しなどは、酸性。豆腐を作るときに使う「にがり」は、アルカリ性。酸性のものはなめると、すっぱい。アルカリ性のものは、しぶい。酸性とアルカリ性、味のほかにはどんな違いがあるのでしょう。

scene 02酸性・アルカリ性を判定する「指示薬」
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紅茶に酸性のレモン果汁を入れると、紅茶の色がうすくなります。溶かすとアルカリ性を示す重曹(じゅうそう)を入れると、紅茶の色が濃くなります。このように、紅茶で酸性・アルカリ性を見分けることができます。ムラサキキャベツに水を加え、ミキサーにかけて作った紫色のジュース。これに酸性の水溶液を加えると赤色に変わります。中性の水溶液では色は変わりません。アルカリ性の水溶液では緑色に変わります。このように、酸性・アルカリ性の判定に使えるものを、「指示薬(しじやく)」と呼びます。

scene 03酸性とアルカリ性を数値で示す「pH」
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酸性とアルカリ性を数値で示すものに、「pH」があります。pHの値が7の場合は中性。7より小さい場合は酸性。7より大きい場合はアルカリ性です。レモン果汁とうすい塩酸で比べてみると、レモン果汁のほうが、値が小さくなっています。強い酸性の塩酸でも、水を加えてうすくすると、レモン果汁より酸性が弱くなります。酸性・アルカリ性のなかでも、強さに差があるのです。

scene 04原子の中の電子が失われると…
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酸性とアルカリ性の水溶液があるのには、原子の中の電子が関係しています。たとえば水素原子の場合、プラスの電気を持った陽子、マイナスの電気を持った電子、それぞれ一つずつからできています。原子全体として持っている電気は、プラスマイナス・ゼロです。酸性の塩酸の場合、水素原子は電子を失いやすい性質を持っています。電子を1個失うと、プラスの電気を持ちます。このプラスの電気を持った水素原子を、「水素イオン」といいます。一方、塩素原子はマイナスの電気を持ちやすく、「塩化物イオン」となります。

scene 05酸性・アルカリ性に関係する「イオン」
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アルカリ性の水酸化ナトリウム水溶液の場合はどうでしょう。電子を失いやすい性質を持ったナトリウム原子は、プラスの電気を持った「ナトリウムイオン」となります。そして残りの部分は、マイナスの電気を持った「水酸化物イオン」になります。実は、物質が水に溶けてこのようにイオンができることが、水溶液の酸性・アルカリ性と関係しているのです。

scene 06酸性の性質を示すイオンとは?
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酸性・アルカリ性を示すイオンはそれぞれ何か、リトマス紙と電気を使って調べてみましょう。スライドガラスの上に濾紙(ろし)を置き、クリップではさみ、これを電源につなぎます。濾紙は食塩水で湿らせ、その上に青色リトマス紙を置きます。リトマス紙の真ん中に、酸性の塩酸を染み込ませた濾紙を置いて、電圧を加えます。塩酸には水素イオンと塩化物イオンがあり、陰極に向かってプラスの電気を持った水素イオンが、陽極に向かってマイナスの電気を持った塩化物イオンが移動します。電圧を加えると、リトマス紙の色は陰極に向かって変化しました。つまり、酸性の性質を示すのは水素イオンなのです。

scene 07アルカリ性の性質を示すイオンとは?
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今度は赤色リトマス紙を置き、その真ん中に、アルカリ性の水酸化ナトリウム水溶液を染み込ませた濾紙(ろし)を置きます。水酸化ナトリウムは、ナトリウムイオンと水酸化物イオンに分かれ、陰極に向かってプラスの電気を持ったナトリウムイオンが、陽極に向かってマイナスの電気を持った水酸化物イオンが移動します。電圧を加えると、リトマス紙の色は陽極に向かって変化しました。アルカリ性の性質を示すのは、水酸化物イオンなのです。

scene 08酸とアルカリを打ち消す「中和」
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塩酸の中に金属のマグネシウムリボンを入れると、水素が発生し、マグネシウムが溶けていきます。そこに水酸化ナトリウム水溶液を少しずつ加えると、水素の発生が少なくなり、やがてマグネシウムは溶けなくなります。塩酸に水酸化ナトリウム水溶液を加えると、水素イオンと水酸化物イオンが結び付いて水分子になり、酸性とアルカリ性の性質を打ち消しあうのです。このような反応を、「中和」といいます。

scene 09中和されると残ったイオンは?
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指示薬のBTB溶液を使って、完全に中和されるまでの変化を見てみましょう。酸性の塩酸は、アルカリ性の水酸化ナトリウム水溶液を加えていくと、中性を越えてアルカリ性へと変化しました。これに塩酸を少しだけ加えると、中性になりました。この中には塩化物イオンとナトリウムイオンが残っているはずです。水を蒸発させると、イオンはどうなるのでしょう。

scene 10陽イオンと陰イオンからできる「塩」
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熱して水を蒸発させると、結晶が出てきました。拡大して見ると、結晶が立方体の形をした塩化ナトリウム、つまり食塩です。このように、アルカリの陽イオンと、酸の陰イオンからできる物質を、「塩(えん)」と呼びます。同じように、酸性の硫酸と、アルカリ性の水酸化バリウム水溶液を混ぜると、硫酸バリウムという水に溶けない塩ができます。このように、中和させると塩ができるのです。

10min.ボックス  理科1分野
酸・アルカリとイオン
酸とアルカリの特性が水素イオンと水酸化物イオンによること、酸とアルカリを混ぜると水と塩が生成されることを理解する。

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