22．酸と塩基
|
| Ａ．ｐＨの測定 |
| ［目的］ | いろいろなもののｐＨを調べる。 |
| ［薬品・材料］ |
| | 身近な溶液（レモンの汁 食酢 炭酸水 石けん水 食器用洗剤の水溶液など）
石灰石CaCO3 希塩酸HCl 硫黄S マグネシウムMg 万能ｐＨ試験紙 |
| ［器具］ | ガラス棒 ガラス板 ふたまた試験管 ゴム栓付き気体誘導管 燃焼さじ 集気瓶 |
| ［操作］ |
| | ａ．身近な溶液 | ｂ．二酸化炭素 |
| |  |  |
| | ｃ．二酸化硫黄 | ｄ．マグネシウム |
|
|
|
| ［留意点・工夫点］ |
| ☆ | 乾燥した試料は、少量の水に溶解させてから使用する。（水の量に注意する） |
| ☆ | 試料液は常温で一日経つとｐＨが変わる場合があるので、密栓して冷蔵庫に入れておく。 |
| ☆ | 試料液に万能ｐＨ試験紙を直接浸すと試料が浸み上がり、色の判定がしにくくなるので、試料液はガラス棒などで１滴たらす程度でよい。 |
| ☆ | 試料液は多めに作り、あらかじめｐＨメーターなどで測定したものを実験に使うとよい。純水によっては少し酸性を示すものであるので、理論値のｐＨの値に調製しておく。 |
| ★ | ガラス棒はその都度洗って、水気を拭き取っておく。 |
|
| ☆ | 万能ｐＨ試験紙、ｐＨ試験紙を使う場合 |  |
| ○ | 万能ｐＨ試験紙は切る手間を省いたり、必要以上に長く切って粗末にするのを防ぐため、１〜２ｃｍに切って密閉容器に入れておく。 |
| ○ | 試験紙は変色しやすいので、薬品の近くに置かないようにする。 |
| ○ | ｐＨ試験紙は手で触れずに、ピンセットで取り出すようにする。 |
| ○ | 標準変色表は汚れを防止するためにブッカーを貼ったり、パスケースに入れておくとよい。 |  |
| ★ | ｐＨメーターを使う場合 |
| ○ | 実験前に標準液で調整しておく。 |
| ○ | 取り扱うときは電極に衝撃を与えないように注意する。 |
| ○ | 電気回路部分を汚したり、濡らしたりしない。 |  |
| ○ | 保管場所は直射日光が当らず、湿気や塵ほこりが少なく、振動がない所がよい。 |
| ○ | 保管の際、電池使用の場合は電池をはずしておく。 |
| ○ | ガラス電極の場合、電極の汚れをよく取り落とし、ゴムカバーに純水を入れて保管する。 |
| ○ | 簡易の場合、使用後は電極部分をよく水洗いし､乾燥させてから、キャップをつけて保管する。 |  |
| | |
| | |
| | |
|
| ＜参考１＞ |
| ◎いろいろなもののｐＨ（温度により多少変化する） |
| レモン汁 | 2.5 | 牛乳 | 6.3〜6.6 |
| 日本酒 | 4.5 | 母乳 | 7.2〜7.4 |
| コーヒー | 5.0〜6.5 | 筋肉の細胞液 | 6.1 |
| 水道水 | 5.5〜7.0 | 尿 | 5.5〜7.0 |
| 汗 | 7.0〜8.0 | 胆汁 | 7.8〜8.6 |
| 海水 | 8.0〜8.5 | 骨髄液 | 7.4 |
| 石けん水 | 7.0〜10.0 | 膵液 | 7.8〜8.6 |
| セメント | 9.8 | 胃液 | 1.6〜1.8 |
|
| |
|
| |
| ＜参考２＞ |
| ◎指示薬について |
| 指示薬 | 略称 | 変色域(ｐＨ) | 変色 |
| メチルバイオレット | ＭＢ | 0.1〜 1.5 | 黄→青 |
| クレゾールレッド(Ａ)* | ＣＲ | 0.4〜 2.0 | 赤→黄 |
| チモールブルー(Ａ)* | ＴＢ | 1.2〜 2.8 | 赤→黄 |
| メチルイエロー | ＭＹ | 2.9〜 4.0 | 赤→黄 |
| メチルオレンジ | ＭＯ | 3.1〜 4.4 | 赤→黄 |
| メチルレッド | ＭＲ | 4.2〜 6.3 | 赤→黄 |
| ブロムチモールブルー | ＢＴＢ | 6.0〜 7.6 | 黄→青 |
| フェノールレッド | ＰＲ | 6.8〜 8.4 | 黄→赤 |
| クレゾールレッド(Ｂ)* | ＣＲ | 7.2〜 8.8 | 黄→赤 |
| チモールブルー(Ｂ)* | ＴＢ | 8.0〜 9.6 | 黄→青 |
| フェノールフタレイン* | ＰＰ | 8.3〜10.0 | 無→赤 |
| アリザリンイエローＧＧ | ＡＺＹ | 10.2〜12.0 | 黄→紫 |
|
＊(Ａ)は酸性側変色域、(Ｂ)はアルカリ性側変色域を示す。
フェノールフタレインはpH13.4で再び無色になる。 |
| ※ｐＨ試験紙は、これらの指示薬の溶液をろ紙に染み込ませた
ものである。 |
|
| Ｂ．弱酸の電離平衡 |
| ［目的］ | 酢酸の濃度を変えてｐＨを測定し、電離定数を求めて電離度との関係を考察する。 |
| ［薬品］ | 酢酸CH3COOH ｐＨ試験紙(またはｐＨメーター) |
| ［操作］ |
| １） | 何種類かの濃度の酢酸水溶液を作り、ｐＨ試験紙またはｐＨメーターでｐＨを測定する。 |
| ２） | それぞれのｐＨと水素イオン濃度の関係、電離度の値から、酢酸の電離定数を求める。 |
|
| ＜参考＞ |
| 電離度・・・電解質が水溶液中で電離している割合のこと
|  |
| ０（電離しない）≦電離度α≦１（完全に電離） |
| (電離度は、濃度や温度によって異なる) |
| |
| 強酸・強塩基： 高濃度の水溶液中でも電離度が１に近い酸・塩基 |
| 弱酸・弱塩基： 水溶液中の電離度が小さい酸・塩基 |
|
| Ｃ．塩の加水分解 |
| ［目的］ | 塩の水溶液は必ずしも中性とは限らない。酸、アルカリの強弱を確かめるとともに、塩が加水分解したときのｐＨを調べる。 |
| ［薬品］ | 塩酸HCl 酢酸CH3COOH 水酸化ナトリウムNaOH アンモニアNH3水
各種の塩（塩化ナトリウムNaCl 塩化アンモニウムNH4Cl 炭酸水素ナトリウムNaHCO3
炭酸ナトリウムNa2CO3 硫酸水素ナトリウムNaHSO4 酢酸ナトリウムCH3COONaなど）
万能ｐＨ試験紙 ｐＨ試験紙セット |
| ［操作］ | 各0.1mol/l水溶液を作り、万能pH試験紙とｐＨ試験紙セットを用いてそれぞれのｐHを調べ、酸、アルカリの強弱と塩が加水分解したときの液性を調べる。 |
| ［留意点・工夫点］ |
| ☆ | 各水溶液はあらかじめｐＨメーターなどで測定し、理論値のｐＨの値に調整しておく。 |
|
| ＜参考＞ | |
| ◎ | 塩の加水分解 |
| | 弱酸の陰イオンや弱塩基の陽イオンを含む塩を水に溶かすと、それらの一部が水と反応して、もとの弱酸とＯＨ−、または弱塩基とＨ＋を生じる変化。
（強酸の陰イオンや強塩基の陽イオンは、加水分解しない） |
| 例） | CH3COONa  CH3COO- ＋ Na+ |
| | CH3COO- ＋ H2O  CH3COOH ＋ OH- （塩基性） |
| | NH4Cl NH4+ ＋ Cl- |
| | NH4+ ＋ H2O NH3 ＋ H3O+ （酸性） |
|
