理科ラボ

実験道具 / 中学3年 化学

水溶液の中のイオン(電離)

酸・アルカリ・塩などの水溶液を選んで、水の中で物質がどんなイオンに分かれているかを粒子で見よう。電離しない物質との違いもくらべられます。

使い方

3ステップ
  1. 水溶液を選ぶ「溶液選択」で水溶液を選びます。「濃さ調整」で粒子の数も変えられます。
  2. 粒子を見るビーカーの中で、物質がどんなイオンに分かれているかを見ます。色:赤=水素イオン、水色=水酸化物イオン、オレンジ=陽イオン、黄緑=陰イオン、白=電離しない分子。
  3. くらべるいくつかの水溶液を順に選んで、共通するイオンや、陽イオンと陰イオンの数の比をくらべよう。

全4ミッション。もちろん、自由に組み立ててもOK。

電離シミュレーター
選択した物質が 水中でどのようになるかを シミュレーションします。

【電離するもの】
→ イオンに分かれる 【砂糖・エタノール】
→ 分子のまま存在する (電離しない)

・赤:水素イオン
・水色:水酸化物イオン
・オレンジ:陽イオン
・黄緑:陰イオン
・白:電離しない分子

やってみよう

ミッションに挑戦

上から順に進めると、少しずつわかるようになっています。「このミッションを始める」を押すと、最初の水溶液が出ます。ほかの水溶液を選ぶのは自分で。

ミッション 1

酸に共通するイオン

塩酸・硝酸・硫酸の水溶液をくらべて、共通するイオンを見つける。

  1. 「溶液選択」で、塩酸 → 硝酸 → 硫酸 の順に選ぼう。
  2. どの水溶液にも共通してふくまれるイオンは?(色に注目)

見るところ3つの酸に共通するイオン。

やってみたら開こう:わかること

酸の水溶液には、共通して水素イオン(H⁺)がふくまれる。水溶液にして電離したとき H⁺ を生じる物質が酸。

ミッション 2

アルカリに共通するイオン

水酸化ナトリウム・水酸化カルシウムなどの水溶液をくらべる。

  1. 水酸化ナトリウム、水酸化カルシウムを順に選ぼう。
  2. 共通してふくまれるイオンは? 水酸化バリウムも見てみよう。

見るところアルカリに共通するイオン。

やってみたら開こう:わかること

アルカリの水溶液には、共通して水酸化物イオン(OH⁻)がふくまれる。電離して OH⁻ を生じる物質がアルカリ。

ミッション 3

電離しない物質

砂糖水とエタノール水溶液の中のようすを、塩化ナトリウム水溶液とくらべる。

  1. 今は塩化ナトリウム水溶液です。イオンに分かれています。
  2. 砂糖水、エタノール水溶液を順に選ぼう。
  3. 粒子のようすは、塩化ナトリウムとどうちがう?

見るところイオンに分かれているか、分子のままか。

やってみたら開こう:わかること

砂糖やエタノールは水にとけても電離せず、分子のまま存在する(非電解質)。だから水溶液に電流が流れない。塩化ナトリウムのように電離する物質を電解質という。

ミッション 4

イオンの数の比

塩化銅水溶液で、陽イオンと陰イオンの数の比を調べる。

  1. 「溶液選択」で塩化銅水溶液を選ぼう。
  2. 銅イオン(オレンジ)と塩化物イオン(黄緑)、どちらが多い? およそ何倍?

見るところCu²⁺ と Cl⁻ の数の比。

やってみたら開こう:わかること

CuCl₂ → Cu²⁺ + 2Cl⁻。銅イオン1個に対して塩化物イオンが2個できる。+の電気と-の電気の量は等しく、水溶液全体は電気を帯びていない。

この道具でわかること

わかること
電離物質が水にとけて陽イオンと陰イオンに分かれること
酸・アルカリ酸は H⁺、アルカリは OH⁻ を生じる
電解質と非電解質電離する物質(電解質)の水溶液は電流が流れる。砂糖・エタノールは電離しない(非電解質)

アンモニア水では、アンモニアの一部が水と反応して NH₄⁺ と OH⁻ ができます。

この実験道具は、現役の理科の先生が作ったシミュレーターを、作者の許可を得て理科ラボ向けに編集したものです。値や動きは学習用の模型で、実際の実験の結果と同じになるとは限りません。