２００４年１１月２４（水）　04ko1-19　�T実験１０　酸と塩基の性質

実験によって，酸と塩基の性質を調べましょう。中学校のときは，酸とアルカリとよんでいましたね。高校の化学では，酸と塩基といいます。アルカリと塩基の違いについては，後ほど紹介することにします。さっそく実験です。 　塩酸や酢酸は，酸であることを知っていますね。では，塩酸と酢酸の水溶液に共通することは何でしょうか。塩酸や酢酸は，水溶液中で電離します。塩酸が電離すると，次のようになります。ＨＣｌ→Ｈ＋＋Ｃｌ−　また，酢酸が電離すると，次のようになります。ＣＨ３ＣＯＯＨ→Ｈ＋＋ＣＨ３ＣＯＯ−　つまり，水素イオンが共通のイオンなのです。しかし，実際には，水素イオンは水素原子が電子を１個失ったものですから，陽子ということになりますね。陽子が安定に存在するとは考えにくいので，水分子が配位したオキソニウムイオンＨ３Ｏ＋のかたちになっていると考えられています。 　　　 　一方，水酸化ナトリウムやアンモニアは塩基です。水酸化ナトリウムやアンモニアの水溶液に共通することは何でしょうか。水酸化ナトリウムは水溶液中で電離します。ＮａＯＨ→Ｎａ＋＋ＯＨ−　また，アンモニアの一部は水と反応します。ＮＨ３＋Ｈ２Ｏ→ＮＨ４＋＋ＯＨ−　つまり，水酸化物イオンが共通のイオンなのです。

実験１０　酸と塩基の性質 ＜酸の性質＞ １　塩酸ＨＣｌと酢酸ＣＨ３ＣＯＯＨを試験管に３ｍｌ ずつ取り，それぞれをガラス棒を用いてｐＨ試験紙につけ，ｐＨを求める。次に，各溶液を３本の試験管に３等分して，メチルオレンジ溶液，フェノールフタレイン溶液，ＢＴＢ溶液を１滴ずつ加え，色の変化を調べる。 塩酸　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　酢酸 ｐＨ試験紙 ｐＨ　 ｐＨ試験紙 ｐＨ　 メチルオレンジ溶液 　　　　　色 メチルオレンジ溶液 　　　　　色 フェノールフタレイン溶液 　　　　　色 フェノールフタレイン溶液 　　　　　色 ＢＴＢ溶液 　　　　　色 ＢＴＢ溶液 　　　　　色 ２　塩酸ＨＣｌと酢酸ＣＨ３ＣＯＯＨを３ｍｌ ずつ試験管に取り，それぞれにマグネシウムＭｇを入れて変化のようすの違いを観察する。また，気体が発生したら，試験管の口にキャップをして気体を集め，マッチの火を近づける。 ３　塩酸ＨＣｌと酢酸ＣＨ３ＣＯＯＨをそれぞれ２０ｍｌ ずつ別々のビーカーに取り，電極を酸の水溶液につけて，回路を流れる電流を測定する。（電源電圧３Ｖ程度）

結果の確認を行いましょう。 ｐＨ試験紙 メチルオレンジ フェノールフタレイン ＢＴＢ溶液 Ｍｇとの反応 電気伝導性 塩酸ＨＣｌ ｐＨ１程度 赤色 無色 黄色 Ｈ２を激しく発生 大 酢酸ＣＨ３ＣＯＯＨ ｐＨ３程度 赤色 無色 黄色 Ｈ２を穏やかに発生 小 　続いて，塩基の性質を調べましょう。塩基は，ある意味では酸より怖い試薬です。特に，強塩基には注意してください。目に入れると，失明の可能性がありますから，保護メガネを必ず着用してください。

＜塩基の性質＞ ４　水酸化ナトリウムＮａＯＨ水溶液とアンモニアＮＨ３水について，操作１と同様の実験を行う。 水酸化ナトリウム水溶液　　　　　　　アンモニア水 ｐＨ試験紙 ｐＨ　 ｐＨ試験紙 ｐＨ　 メチルオレンジ溶液 　　　　　色 メチルオレンジ溶液 　　　　　色 フェノールフタレイン溶液 　　　　　色 フェノールフタレイン溶液 　　　　　色 ＢＴＢ溶液 　　　　　色 ＢＴＢ溶液 　　　　　色 ５　水酸化ナトリウムＮａＯＨ水溶液およびアンモニアＮＨ３水について，操作２と同様の実験を行う。 ６　水酸化ナトリウムＮａＯＨ水溶液とアンモニアＮＨ３水を別々のビーカーに２０ｍｌ 取り，電極を塩基の水溶液につけて，回路を流れる電流を測定する。（電源電圧３Ｖ程度） ７　塩酸ＨＣｌを試験管に２ｍｌ 取り，ＢＴＢ溶液を２〜３滴加える。別の試験管に水酸化ナトリウムＮａＯＨ水溶液を３ｍｌ 取り，これを駒込ピペットで０．５ｍｌ ずつすべて塩酸に加え，色の変化を調べる。

結果の確認をしましょう。 ｐＨ試験紙 メチルオレンジ フェノールフタレイン ＢＴＢ溶液 Ｍｇとの反応 電気伝導性 水酸化ナトリウムＮａＯＨ ｐＨ１４程度 黄色 赤色 青色 変化無し 大 アンモニアＮＨ３ ｐＨ１１程度 黄色 赤色 青色 変化無し 小 　 　水酸化ナトリウムが１．５ｍｌ になるまでは黄色，２．０ｍｌ 以上になると青色になります。　　　　 　それでは，考察です。

電気伝導性と酸性・塩基性の強さの関係は 　電気伝導性の大きいものは強酸または強塩基であり，電気伝導性の小さいものは弱酸または弱塩基である。

今日の実験のポイントは，次の通りです。 １．同じ濃度なのに，塩酸と酢酸ではｐＨが違います。塩酸の方がｐＨは小さいです。また，塩酸の方がＭｇの反応が激しく，電気伝導性も大きいです。 ２．同じ濃度なのに，水酸化ナトリウムとアンモニア水でもｐＨが違います。水酸化ナトリウムの方がｐＨは大きいです。また，水酸化ナトリウム水溶液の方が電気伝導性も大きいです。 ３．酸や塩基などは共通した性質をもっていますが，ｐＨ，金属との反応性，電気伝導性などに違いが見られます。