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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II』で行った実験を紹介します。 pHと緩衝液 実験の目的 ｐHを理解する 実験１ 身近な溶液のｐHをｐHメータで測定する 操作 (1)各溶液のアルカリ性、酸性を予想する。 (2)各溶液の実際のｐHをｐHメータで測定する。 予想と結果 商品名 予想は○印をつける 測定結果 判断 「午後の紅茶」 ［ 酸性 アルカリ性 ］ ｐH＝ ［ ］→［ ］性 「緑 茶」 ［ 酸性 アルカリ性 ］ ｐH＝ ［ ］→［ ］性 「烏龍茶」 ［ 酸性 アルカリ性 ］ ｐH＝ ［ ］→［ ］性 「エビアン」 ［ 酸性 アルカリ性 ］ ｐH＝ ［ ］→［ ］性 「ポカリスエット」 ［ 酸性 アルカリ性 ］ ｐH＝ ［ ］→［ ］性 「アルカリ天然水」 ［ 酸性 アルカリ性 ］ ｐH＝ ［ ］→［ ］性 「石けん水」 ［ 酸性 アルカリ性 ］ ｐH＝ ［ ］→［ ］性 「牛 乳」 ［ 酸性 アルカリ性 ］ ｐH＝ ［ ］→［ ］性 「缶コーヒー」 ［ 酸性 アルカリ性 ］ ｐH＝ ［ ］→［ ］性 「コーヒー」 ［ 酸性 アルカリ性 ］ ｐH＝ ［ ］→［ ］性 「オレンジジュース」［ 酸性 アルカリ性 ］ ｐH＝ ［ ］→［ ］性 「コカコーラ」 ［ 酸性 アルカリ性 ］ ｐH＝ ［ ］→［ ］性 実験２ ｢緩衝液｣を作るゲーム 目的 塩化アンモニウム溶液とアンモニアを混合した緩衝液を作る。 ｐHが7.0〜8.0の間で、できるだけ7.0に近いｐHの溶液を作る。 操作 (1)塩化アンモニウム約0.1モル／L溶液をビーカーに20ｍL取る (2)塩化アンモニウム溶液のｐHを測定する。 (3)アンモニア水を15倍にうすめた液を作り、ｐHを測定する。 (4)塩化アンモニウム溶液にほんの一滴だけアンモニア水を加えてよく混合してからｐHを測定する。ここでできるだけｐHが7.0に近い液を作る。 (5）ｐHが8.0に近い液になった班は、塩化アンモニウム液を加えてみよう。(4)のときのｐHと比べてｐHが7.0に近づくだろうか。 結果と考察 ア． 塩化アンモニウムについて次の問題に答えよ。 （１） 化学式で書きなさい。 （２） この物質は塩の一種である。 強酸・強塩基の中和でできる塩か、弱酸・強塩基の塩か、 強酸・弱塩基の塩か、弱酸・弱塩基の塩か （３） この塩の水溶液は酸性だったか、中性か、アルカリ性か （４） 酸や塩基を多少加えてもｐHが変動しない溶液を何というか。 実験３ 炭酸のｐH 操作 (1)純水をコップに50ｍL 取る (2)純水のｐHを測定する (3)ストローで純水に息をふきこむ（１分間） (4)ｐHを測定する 結果の記録 純水のｐH 息をふきこんだ後のｐH 考 察 純水のｐHは7ではない。その理由は空気中のある物質が溶け込んでいるためである。そのある物質とは何か。また、この物質が水と反応して電離するときの化学反応式を書きなさい。 （2004年10月） 解説 お茶の葉の発酵の程度によって酸が増えるため、ｐHは｢緑茶｣＞｢ウーロン茶｣＞｢紅茶｣の順番であった。 ｢エビアン｣や｢アルカリ天然水｣は鉱物質から流出する水でアルカリ金属を含むためアルカリ性。 ｢ポカリスエット｣｢オレンジジュース｣はクエン酸のため酸性。 ｢コカコーラ｣は炭酸のため酸性。 ｢石けん｣は脂肪酸のNa塩なので弱酸強塩基の塩なので水溶液はアルカリ性。 ｢コーヒー｣は酸性。｢牛乳｣は中性前後、｢缶コーヒー｣は牛乳を多く含み中性前後。 牛乳は多くの塩や物質を含んで緩衝液に近い状態になっているものと思われる。 塩化アンモニウムは溶解熱の実験でできた溶液を用いた。いちばんｐHが7.0に近い班に賞品（お菓子）を出したところ、制限時間5分間で、８班中の５班も7.0を達成してしまった。賞品をもっとたくさん用意しておくべきだった。コツはアンモニアをできるだけ少しにすること。 純水を氷で冷やして息を吹き込むと、低温によってたくさんの二酸化炭素が溶け込むと思いきや、たいしてｐHは下がらなかった。冷やさないときより低下しなかった。これは氷に含まれている水道水が溶け出して緩衝液の代わりをするからであろう。 BACK TO 化学 CONTENTS |