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高校化学 西湘高等学校 化学 実験 by 池田博明 2004年4月から，神奈川県立西湘高等学校の『化学I』で行った実験を紹介します。 平衡の移動 実験１ 「ケミカル（化学の）・スノウ（雪）」を作ろう 操作 ①飽和食塩水を作る。100ｍLの純水に50ｇ以上の食塩を入れ、数日置く。 ②飽和食塩水を試験管に5ｍLほど取る。 ③濃塩酸を１滴落して観察する。濃塩酸は刺激臭があるので注意。 結果 雪のような結晶が食塩水中を落下していくのが観察できる。 この結晶の正体はなんだろうか。 [ ]
考察 飽和食塩水のなかで溶解平衡の状態のとき、起っている化学反応式を書け この平衡が成立しているとき、Cｌ－を加えると平衡は左右どちらに移動するか。 [ ] 平衡が移動すると、どのような物質が増えるはずか。化学式で答えよ。 [ ] 実験２ クロム酸イオンと二クロム酸（重クロム酸）イオンの反応 操作 ①クロム酸カリを一粒、試験管に入れ純水を加えて溶かす ② 溶液の色を記録しておこう。 ③ 0.5モル／L の希硫酸を駒込ピペットで一滴ずつ加えて変化を見る ④ 二クロム酸（重クロム酸）カリを一粒、試験管に入れ純水を加えて溶かす ⑤ 溶液の色を記録しておこう。 ⑥ 1モル／L の水酸化ナトリウムを駒込ピペットで一滴ずつ加えて変化を見る 結果と考察 ア．クロム酸カリの化学式と電離式を記しなさい。溶液の色は何色だったか。 イ． クロム酸イオン２モルと２モルの水素イオンが反応して二クロム酸イオンと 水が生じる反応式を作りましょう。 ウ．二クロム酸（重クロム酸）カリウムの化学式と電離式を記しなさい。溶液の色は何色だったか。 エ．二クロム酸（重クロム酸）イオン1モルと２モルの水酸化物イオンが反応して、 ２モルのクロム酸イオンと水が生じる反応式を作りましょう。 酸を加えるとクロム酸イオンが増加する反応が起こり、塩基を加えるとクロム酸 イオンが減少する反応が起こった。イとエの反応式を合わせてひとつにして （つまり、イとエを足して整理して）平衡の反応式を作りましょう。 ■クロムイオンは有毒なため流しに流してはいけません。廃液は回収します。
実験３ 二酸化窒素と四酸化二窒素の平衡 （演示実験） 次の反応は有毒な気体が発生するためみなさんは見るだけになります。 操作 ①濃硝酸に銅片を入れると最初は穏やかに、やがて激しく反応して褐色の気体が発生する。この気体は有毒であるから吸い込まないようにする。反応はドラフト内で行うのが望ましい。（既に気体は回収ずみです） 操作 ②捕集した気体を冷やして色の変化を見る。 操作 ③捕集した気体を注射器に入れ、体積を膨張させてみましょう。 （管内の圧力を下げることになります） 結果と考察 銅と濃硝酸の反応式を書きなさい 二酸化窒素と四酸化二窒素の平衡の反応式を書きなさい。 冷却したときには平衡は左右どちらに移動したか。 管内を膨張させて圧力を下げたとき、平衡は左右どちらに移動したか。 二酸化窒素は赤褐色で四酸化二窒素は無色の気体である。色の変化から考察して二酸化窒素が四酸化二窒素になる反応は発熱反応だろうか、吸熱反応だろうか。 解説 『化学Ⅱ』における｢平衡の移動｣の実験として｢ケミカル・スノウ｣、｢クロム酸イオンの平衡｣｢二酸化窒素の平衡｣を実施した。実験にかかった時間は35分間であった。 ｢ケミカル・スノウ｣は飽和食塩水を試験管に10ｍＬ程度取り、そこに濃塩酸を滴下して観察する。 濃塩酸は｢ボトル型｣のタレビンに入れて配布すると少量ですむし、フタができるので濃塩酸の刺激臭も気にならない。 最初に滴下すると何が起るかを解説してから行う。ケミカル（化学の）スノウ（雪）という名称も魅力的であり、女子は歓声を上げるほど好評な実験である。 準備が単純な割には効果が高い。 クロム酸イオンの平衡の実験も好評であった。酸の滴下により黄色がオレンジ色に急に変わったり、塩基の滴下で逆反応が起こったりするのが、平衡の移動という重要な現象を明瞭に視覚化する。 ニ酸化窒素と四酸化二窒素の平衡はあらかじめ捕集した気体の入った試験管を半分だけ氷水で冷却する方法で行った。冷却された部分だけ色が薄まるので比較対照しやすかった。 （2004年10月） 主な参考文献 化学教育研究会（編），1992．授業に役立つ化学実験の工夫，大日本図書． 大久保秀樹ほか，2002．新観察・実験大事典（化学篇），東京書籍． 綿抜邦彦・武田一美（編），1982．実験をとおして知る物質の性質，講談社． BACK TO 化学 CONTENTS |
