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中和

一般小学生

まとめ

中和
酸性の水溶液アルカリ性の水溶液が反応して、互いの性質を打ち消し合い、水と塩(えん)が生成される化学反応
  • 酸の水素イオン(H+)とアルカリの水酸化物イオン(OH-)が結合して水(H2O)が生成される
  • 反応に伴い熱が発生する発熱反応であり、完全に反応した中和点で液温が最大となる
  • 水以外に生成される物質は「塩(えん)」と呼ばれ、用いる水溶液の組み合わせによって種類が異なる

解説

中和反応の核心は、酸の性質を示す水素イオンと、アルカリの性質を示す水酸化物イオンが結びついて、中性である水に変化することにあります。このとき、残った陽イオンと陰イオンが結びついてできる物質を「塩(えん)」と呼びます。例えば、塩酸水酸化ナトリウム水溶液の反応では、水と塩化ナトリウム食塩)が生成されます。

実験においては、指示薬を用いて反応の進行を確認します。酸とアルカリが過不足なく反応した点を「完全中和点」と呼び、このとき液性は中性となります。代表的な指示薬の色変化は以下の通りです。

指示薬 酸性 中性 アルカリ性
BTB溶液 黄色 緑色 青色
フェノールフタレイン溶液 無色 無色 赤色

計算問題では、加えた水溶液の量と、蒸発後に残る固体の重さの関係をグラフから読み取ることが重要です。中和点までは塩の生成量に比例して固体重さが増加しますが、中和点以降は未反応の溶質水酸化ナトリウムなど)がそのまま残るため、増加の割合が変化します。

コラム

中和は熱を放出する「発熱反応」です。そのため、断熱容器などで実験を行うと、中和が進むにつれて液温が上昇し、完全中和に達した瞬間に温度がピークを迎えます。この温度変化を利用して中和点を特定することも可能です。

また、生成される塩の性質は、元の酸とアルカリの強弱によって決まります。強酸(塩酸など)と弱アルカリ(アンモニアなど)からできる塩は、水に溶けると弱い酸性を示すことがあります。これは「塩の加水分解」という現象によるものですが、中学・高校入試でも、特定の組み合わせによる塩の性質や、蒸発後の固体の計算問題として頻繁に出題されます。

小学生のみなさんへ

中和ちゅうわ」とは、酸性の水溶液すいようえきとアルカリ性の水溶液すいようえきをまぜたときに、お互いの性質を打ち消し合う反応のことです。酸性の「酸っぱさ」と、アルカリ性の「苦くてヌルヌルする性質」が合わさると、別の性質に変わります。

この反応が起きると、水と「塩(えん)」という物質が新しく作られます。例えば、塩酸と水酸化すいさんかナトリウム水溶液すいようえきをちょうどよい量でまぜると、わたしたちがふだん使っている「食塩」と水になります。

実験では、BTB液などの色が変わる薬を使って、ちょうど中性になった瞬間を見つけます。このとき、反応の熱で液体の温度が一番高くなるのも特徴です。まぜる量を計算する問題がテストによく出るので、グラフの形をしっかり見て、どこで反応が終わったかを読み取れるようにしましょう。

ルラスタコラム

胃が痛いときに飲む「胃薬」には、アルカリ性の成分が入っているものがあります。これは、出すぎた強い酸性の「胃酸」を中和して、胃への刺激を弱めるためなんですよ。身近なところでも中和の仕組みが役に立っています。

テストでの問われ方・理解度チェック

【基礎】 中和反応によって、水以外に生成される物質を総称して何といいますか。
塩(えん)
【応用】 中和反応が起きているとき、水溶液の温度はどのように変化しますか。また、最も温度が高くなるのはどのようなときですか。
中和は熱が発生する反応(発熱反応)であるため、反応が進むにつれて温度は上がります。そして、酸とアルカリが過不足なく反応した「完全中和点」で温度が最も高くなります。
【実践】 塩酸に水酸化ナトリウム水溶液を加えていく実験で、完全に中和した後もさらに水酸化ナトリウム水溶液を加え続けました。このとき、水溶液を蒸発させて残る固体の重さの増え方は、中和する前と後でどのように変わりますか。
中和点までは「生成される食塩」の分だけ重さが増えますが、中和点以降は「反応せずに残る水酸化ナトリウム」の分だけ重さが増えます。加える液量に対する固体の増加割合(グラフの傾き)が変化するため、折れ曲がったグラフになります。

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