理科ラボ

実験道具 / 中学3年 化学

中和とイオンの数

酸の水溶液にアルカリの水溶液を少しずつ加えて、水素イオン(H⁺)と水酸化物イオン(OH⁻)の数、指示薬の色の変化を見よう。中和で何ができるのかが粒子で見えます。

使い方

3ステップ
  1. 水溶液を選ぶはじめにビーカーに入れる水溶液(酸かアルカリ)と、その種類・濃さ、指示薬を選び「はじめの水溶液にする」を押します。
  2. 少しずつ加える「もう一方の水溶液を加える(中和)」を押すたびに、もう一方の水溶液が少しずつ加わります。
  3. 粒子と色を見るビーカーの中のイオンの粒と色、右のグラフで H⁺・OH⁻・水・残ったイオンの数の変化を見よう。

全4ミッション。もちろん、自由に組み立ててもOK。

初期溶液:
酸:
濃度:
アルカリ:
濃度:
指示薬:

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、はじめの水溶液がビーカーに入ります。加えるのは自分で。

ミッション 1

中性になるまで加えよう

塩酸に水酸化ナトリウム水溶液を少しずつ加えて、ちょうど中性にする。

  1. ビーカーには塩酸(H⁺ と Cl⁻)と BTB 溶液が入っています。色は黄色(酸性)。
  2. 「もう一方の水溶液を加える(中和)」を1回ずつ押して、H⁺ の数と色の変化を見よう。
  3. 緑色になったら止めよう。

見るところH⁺ と OH⁻ が出会ったときにできる粒子と、緑色になったときの H⁺・OH⁻ の数。

やってみたら開こう:わかること

H⁺ と OH⁻ が結びついて水(H₂O)ができる(中和)。H⁺ と OH⁻ がちょうどなくなると中性(BTB は緑色)。Na⁺ と Cl⁻ は水溶液の中に残る(塩化ナトリウム=塩)。

ミッション 2

加えすぎると?

中性をこえて、さらにアルカリの水溶液を加える。

  1. もう一度、塩酸から始めます。
  2. 中性(緑色)をこえても、加え続けよう。
  3. 青色になったとき、ビーカーの中に多いイオンはどれ?

見るところ中性をこえたあとの OH⁻ の数と、水の数の変化。

やってみたら開こう:わかること

H⁺ がなくなったあとに加えた OH⁻ は、結びつく相手がいないのでそのまま残り、水溶液はアルカリ性(BTB は青色)になる。水はそれ以上増えない。

ミッション 3

白い沈殿ができる中和

硫酸に水酸化バリウム水溶液を加えて、できる物質を見る。

  1. ビーカーには硫酸(H⁺ と SO₄²⁻)が入っています。
  2. 「もう一方の水溶液を加える(中和)」を押そう。
  3. 灰色の粒(BaSO₄)は、どこへ行く?

見るところBa²⁺ と SO₄²⁻ が出会ったときにできる粒子の動き。

やってみたら開こう:わかること

硫酸と水酸化バリウムの中和では、水のほかに硫酸バリウム(BaSO₄)ができる。硫酸バリウムは水にとけにくいので、白い沈殿になって底にたまる。

ミッション 4

フェノールフタレインで確かめよう

指示薬をフェノールフタレインにかえて、色が変わるところを見る。

  1. 指示薬はフェノールフタレインです。酸性・中性では無色です。
  2. アルカリの水溶液を少しずつ加えよう。
  3. 色がついたのは、H⁺ と OH⁻ のどちらが多くなったとき?

見るところ色が変わる直前と直後の H⁺・OH⁻ の数。

やってみたら開こう:わかること

フェノールフタレイン溶液は、酸性・中性では無色、アルカリ性で赤色になる。BTB 溶液のように中性を色で見分けることはできない。

この道具でわかること

わかること
中和H⁺ と OH⁻ が結びついて水ができ、たがいの性質を打ち消し合う
塩酸の陰イオンとアルカリの陽イオンが結びついた物質(塩化ナトリウム、硫酸バリウムなど)
指示薬BTB:酸性 黄・中性 緑・アルカリ性 青/フェノールフタレイン:アルカリ性で赤

粒子の数は、わかりやすくするための模型です。

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。