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5 年生 で 「水溶液」 (も の が 水 に 溶けた もの) を 学びました。 6 年生 で は そこから もう 一歩 すすんで、 「水溶液 に は 性質 の ちがい が ある」 こと を 学びます。
水溶液 は おおきく 酸性・中性・アルカリ性 の 3 つ に 分け られ ます。 また、 塩酸 の よう に 金属 を 溶かして 別 の 物 に 変える はたらき を もつ もの も あります。 これ は 6 年生 で 初めて 学ぶ 「化学変化」 です。
大事: 水溶液 の 学習 は 目 や 皮膚 に 入る と 危険 な もの が 多い ので、 保護 メガネ・換気・先生 の 指示 を 必ず 守る こと。 安全 が 一番 です。
身 の まわり の 水溶液 は 見た 目 だけ で は 区別 が むずかしい もの が 多い です。 まず は 5 つ の 水溶液 を 例 に、 どう 見分ける か を 学び ます。
| 水溶液 | おもに 何 が 溶けて いる か | 性質 |
|---|---|---|
| 食塩水 | 食塩 (固体) | [[中性 |
| **[[炭酸水 | たんさんすい]]** | [[二酸化炭素 |
| **[[塩酸 | えんさん]]** | [[塩化水素 |
| **[[アンモニア水 | アンモニアすい]]** | アンモニア (気体) |
| **[[水酸化ナトリウム水溶液 | すいさんかナトリウムすいようえき]]** | [[水酸化ナトリウム |
| 方法 | やる こと | わかる こと |
|---|---|---|
| 見る | 色・に ご り を 観察 | 大 きく ち が う もの は 区別 で きる |
| にお い | 手 で あおいで 鼻 に 送る (直接嗅 がない) | [[塩酸 |
| 蒸発残り | 少量 を 蒸発皿 に 入れて 加熱、 残った もの を 見る | 固体 が 溶けて いる か、 気体 が 溶けて いる か わかる |
| 水溶液 | 蒸発残り | 何 が わかる か |
|---|---|---|
| 食塩水 | 白い 食塩 が 残る | 固体 が 溶けて いた |
| [[炭酸水 | たんさんすい]] | 何 も 残ら ない |
| [[塩酸 | えんさん]] | 何 も 残ら ない |
| [[アンモニア水 | アンモニアすい]] | 何 も 残ら ない |
| [[水酸化ナトリウム水溶液 | すいさんかナトリウムすいようえき]] | **白い [[水酸化ナトリウム |
大事: に お い を 嗅 ぐ と き は、 直接鼻 を つ け ず、 手 で あおいで 少しずつ。 塩酸・アンモニア の に お い は 強く て、 直接嗅 ぐ と 鼻 を いため ます。
水溶液 を 性質 で 分 け る 道具 が リトマス紙 と BTB液 です。
リトマス紙 は 青 と 赤 の 2 色 が ある 試験紙 です。 つけ た 水溶液 で 色 が 変 わ る こと で、 性質 が わかります。
| 性質 | 青 リトマス | 赤 リトマス | おぼえ 方 |
|---|---|---|---|
| **[[酸性 | さんせい]]** | 青 → 赤 に 変わる | 変わら ない (赤 のまま) |
| **[[中性 | ちゅうせい]]** | 変わら ない (青 のまま) | 変わら ない (赤 のまま) |
| **[[アルカリ性 | あるかりせい]]** | 変わら ない (青 のまま) | 赤 → 青 に 変わる |
BTB液 (ビーティービーえき) は 1 つ の 液 で 3 つ の 性質 が 同時 に わかる 便利 な 試薬 です。
| 性質 | BTB 液 の 色 |
|---|---|
| **[[酸性 | さんせい]]** |
| **[[中性 | ちゅうせい]]** |
| **[[アルカリ性 | あるかりせい]]** |
ポイント: 「酸 ⇒ 黄、 中 ⇒ 緑、 アルカリ ⇒ 青」。 信号 を イメージ すると 覚え や すい (危険 な 酸 が 黄、 安全 な 中性 が 緑、 アルカリ も 強い ので 青)。
| 水溶液 | リトマス | BTB | 性質 |
|---|---|---|---|
| 食塩水 | 変わら ない | 緑 | [[中性 |
| [[炭酸水 | たんさんすい]] | 青 → 赤 | 黄 |
| [[塩酸 | えんさん]] | 青 → 赤 | 黄 |
| [[アンモニア水 | アンモニアすい]] | 赤 → 青 | 青 |
| [[水酸化ナトリウム水溶液 | すいさんかナトリウムすいようえき]] | 赤 → 青 | 青 |
大事: リトマス 紙 を 水溶液 に つける と き は、 ピン セット を 使い、 直接手 で 触ら ない こと。 塩酸 や 水酸化ナトリウム は 皮膚 を いた めます。
理科室 だけ で なく、 家 の 中 に も 酸性・アルカリ 性 の もの は たくさん あります。
| 物 | 性質 | 用 と |
|---|---|---|
| お酢・レモン汁 | **[[酸性 | さんせい]]** |
| ヨーグルト | [[酸性 | さんせい]] |
| 雨水 (普通) | 弱い [[酸性 | さんせい]] |
| 牛乳・水道水 | [[中性 | ちゅうせい]] か やや |
| 海水 | やや [[アルカリ性 | あるかりせい]] |
| 重 そう (ベーキング パウダー) | 弱い [[アルカリ性 | あるかりせい]] |
| 石 け ん 水 | [[アルカリ性 | あるかりせい]] |
| 排水口用洗 ざ い | 強い [[アルカリ性 | あるかりせい]] |
| トイレ 用洗 ざ い (一部) | 強い [[酸性 | さんせい]] |
大事: 家 の 洗 ざ い に は 「混 ぜる な 危険」 と 書 い て ある もの が あります。 酸性 と アルカリ性 (とく に 塩素系) を 混ぜる と 有毒 な ガス が 発生 し ます。 絶対 に 自分 で 試 さ な い こと。
水溶液 の 中 で とくに ふしぎ な のは、 塩酸 が 金属 を 溶かす こと です。
| ステップ | やる こと |
|---|---|
| ① | 試験管 に **うすい [[塩酸 |
| ② | 鉄 (スチール ウール) を 少し 入れる |
| ③ 観察 | あ わ (気体) が 出 て、 鉄 が 少しずつ 溶けて いく |
| ④ | 全部溶けた ら、 液 を 蒸発皿 に 入れて 加熱 |
| ⑤ 結果 | 黄色 っ ぽい 粉 が 残る |
ここ が 大事 な ポイント です。 残った 粉 は 元 の 鉄 と は 別 の 物 です。
| くらべ | 元 の 鉄 | 蒸発残り の 粉 |
|---|---|---|
| 色 | 灰色 (光って いる) | 黄色 っ ぽい |
| じ し ゃ く に つく か | つく | つか ない |
| 塩酸 を かける と | あ わ が 出 て 溶ける | あ わ が 出 ない で 溶ける |
→ 元 の 鉄 と は ちがう 物 (別 の もの) に 変わって いる!
| ステップ | やる こと |
|---|---|
| ① | うすい [[塩酸 |
| ② 観察 | あ わ が 出 て 溶ける |
| ③ 蒸発残り | 白 い 粉 が 残る (元 の アルミ と は ちがう) |
大事: これ は 5 年生 で 学 ん だ 「水 に 物 が 溶ける」 (砂糖 や 塩 が 水 に 溶ける) と は まった く ちがう 現象 です。 5 年生 の 「溶ける」 は 物 が 形 を 変えず ち い さく 散らばる だけ で、 蒸発 さ せ れば 元通り に 戻り ました。 6 年生 で 学ぶ こ の 「溶ける」 は 元 の 物 と は ちがう 別 の 物 に 変わる = 化学変化。
アルミニウム は 水酸化ナトリウム水溶液 にも 溶けます (鉄 は 溶けない)。 つまり アルミ は 酸 と アルカリ の 両方 に 溶ける ふしぎ な 金属 です。
| 金属 | 塩酸 (酸性) | 水酸化ナトリウム水溶液 (アルカリ性) |
|---|---|---|
| 鉄 | 溶ける | 溶けない |
| アルミ ニウム | 溶ける | 溶ける |
| 銅 | 溶けない | 溶けない |
炭酸水 は ジュース や ラ ム ネ で よく 知って いる 「シュワ シュワ」 する 水。 これ も 立派 な 水溶液 です。
| ステップ | やる こと |
|---|---|
| ① | ペット ボトル に 炭酸水 を 入れて、 ふた を ゆ る め に 閉める |
| ② | 強く ふる |
| ③ 観察 | あ わ が たくさん 出 て 来る |
| ④ | 出 て き た 気体 を 試験管 に 集める |
| ⑤ | [[石灰水 |
| ⑥ 結果 | 石灰水 が 白く に ご る → これ は **[[二酸化炭素 |
| ステップ | やる こと |
|---|---|
| ① | ペット ボトル に 水 を 半分 ぐらい 入れる |
| ② | [[二酸化炭素 |
| ③ | ふた を しめ て 強く ふる |
| ④ 観察 | ボトル が へこむ (二酸化炭素 が 水 に 溶けて 体積 が へる) |
| ⑤ | 中 の 水 に [[BTB液 |
| ⑥ 結果 | 黄色 (酸性) に なる → 炭酸水 が で き た |
ポイント: 炭酸水 = 二酸化炭素 + 水。 二酸化炭素 は 圧力 が ある (ふた が しまって いる) と 水 に 多 く 溶 け、 圧力 が 下がる (ふた を 開ける) と 出 て き ます。 ジュース の シュワ シュワ は こ の しくみ。
水溶液 の 学習 で 一番大切 な の は 安全 です。 塩酸・水酸化ナトリウム・アンモニア水 は 皮膚 や 目 を いた める 強い 薬品 です。
| きまり | せつめい |
|---|---|
| 保護 メガネ を 必ず か ける | 目 に 入る と 失明 の 危険 |
| 換気 を 良く する | まど を 開け、 換気扇 を まわす |
| に お い は 直接嗅 がない | 手 で あおいで 鼻 に 送る |
| 薬品 を 直接手 で 触ら ない | 必ず ピン セット や スポイト を 使う |
| 薬品 を 口 に 入れない | 味見 は ぜったい 禁止 |
| 濃い 塩酸 を うすめる と き は 「水 → 薬」 の 順 で 「薬 → 水」 は 禁止 (急に 熱く なって 飛 び 散る) | |
| 試験管 を のぞき込ま ない | 急 に 反応 して 飛 び 出る こと が ある |
| 加熱 する と き は 沸騰石 を 入れる | 突沸 (急 に 沸騰) を 防ぐ |
| 手 に つい たら すぐ 大量 の 水 で 洗う | 5 分以上流水 で |
| 目 に 入った ら すぐ 流水 で 洗 い 先生 に | 自己判断 せ ず |
| やる こと | せつめい |
|---|---|
| 余った 薬品 は ボトル に 戻 さない | 変質 する ので 専用 の 廃液容器 へ |
| 試験管 は 流水 で よく 洗う | 中 と 外 を |
| 手 を よく 洗う | せ っ け ん で |
| 机 を ふく | こ ぼ し が ない か 確認 |
大事: 「安全」 は 楽しい 実験 の 大前提。 危険 な こと を 知って こそ、 化学 を 学ぶ こと が で きる。 ふざけて 薬品 を 混ぜる こと は ぜっ た い に し ない。
次の 章: 第 9 章 で は、 化学 か ら 物理 の 世界 に 戻り、 「てこ」 を 学びます。 小さな 力 で 大き な もの を 動かす しくみ、 そして 算数 の 比例・反比例 と どう つながる か を 見 て いきます。