No.21

 水溶液の性質

〖日 時〗
2011年11月10日 13:00 〜 17:00
〖担 当〗
吉原 伸敏
〖会 場〗
東京学芸大学自然科学研究棟1号館 M108

研修の概要

 パワーポイントによる酸・アルカリ、原子量・分子量・モル、濃度の表し方、pH、器具の使い方の説明を行った。
その後、テキストに基づき、以下の内容の実験を行った。

  1. 塩酸水溶液・水酸化ナトリウム水溶液の調製
     3 mol/l、2 mol/l、1mol/lの塩酸水溶液と1 mol/lの水酸化ナトリウム水溶液の調製を行った。
  2. 塩酸水溶液と金属の反応
     試験管に3 mol/l、2 mol/l、1 mol/lの塩酸水溶液を、駒込ピペットを用いてそれぞれ約4 ml ずつ量り取り、マグネシウム削りかす、アルミ板、鉄釘、スチールウールをそれぞれ加えて、気体の発生の様子、発熱の様子、溶ける様子を約5分間ずつ観察し、配布した資料の表に記入させた。同じ濃度の塩酸水溶液でも金属によって溶ける速さが異なること、濃度が異なると同じ金属でも溶ける速さが異なること、同じ金属(鉄)でも釘とスチールウールでは溶ける速さが異なること等を観察させた。さらに、発生した気体が何であるかを、一番気体が発生しているマグネシウムの削りかすを入れた試験管の口をゴム栓でしばらく閉じ、竹ヒゴに火をつけてゴム栓をはずし、試験管の口に近づけて様子を調べた。
  3. 中和反応
     1 mol/l 塩酸溶液と1 mol/l 水酸化ナトリウム水溶液のpHをpH試験紙で調べたのち、同量の溶液をビーカーに加え、pHを確認し、わずかに酸性になるよう溶液の調製を行った。混ぜた溶液1~2ml程度を蒸発皿にいれ、水を蒸発させ、出来た結晶をルーペで観察させた。きれいな塩の結晶を見ることは難しかったが、塩酸と水酸化ナトリウム水溶液の混合液から塩ができることを観察した。
  4. 紫キャベツの色素を用いたpHによる色の変化の観察
     紫キャベツに含まれる色素であるシアニジンはアントシアニンの一種であり、pHを変化させると色が、赤色(pH 2)、ピンク色(pH 3)、紫色(pH 7)、青色(pH 8)、黄色(pH 11)、山吹色(pH 12)と変化する。今回はこの紫キャベツの色素を用いて1本の試験管中で虹のようにきれいな色の変化を観察させた。試験管に炭酸カリウムを底に1 cm程度入れ、紫キャベツの抽出液を半分ほど加え、水を加えて2/3程度の液量にした後、ゴム栓をして良く振って炭酸カリウムを溶し、試験管の壁を伝わらせて約3 mol/l の塩酸水溶液を0.5~1 ml 静かに加え、竹ヒゴで塩酸層と紫キャベツ層の間をすばやくかき混ぜ、しばらく放置すると、塩酸が拡散することにより上からピンク色、紫色、緑色、黄色と変化していく様子を観察した。