温度の変化

一般小学生

まとめ

解説

酸性の水溶液に含まれる水素イオンと、アルカリ性の水溶液に含まれる水酸化物イオンが結びついて水が生成される際、エネルギーが熱として放出されます。これを「中和熱」と呼びます。この反応は発熱反応であるため、実験で一方の水溶液を少しずつ滴下していくと、反応が進むにつれて放出される熱量が増え、液体の温度は上昇し続けます。

中和点、すなわち酸とアルカリが完全に反応しきったタイミングで、発生する熱量は最大となり、グラフ上では最高温度を記録します。この現象は、食物連鎖における個体数の変化と同様に、原因と結果の因果関係をグラフから読み取る重要なデータとなります。中和点(例:20cm3)を境に物質量や温度が変化する様子を正確に把握することが、化学反応の理解において極めて重要です。

コラム

中和点を超えてさらに水溶液を加え続けると、もはや反応する相手がいないため、新たな熱は発生しません。その結果、室温に近い水溶液が加わることによる冷却効果や、周囲への放熱によって、液体の温度は下がっていくことになります。試験では、温度が最高点に達したときの水溶液の量をグラフから読み取らせる問題が頻出します。

小学生のみなさんへ

酸性の液体とアルカリ性の液体をまぜると、水ができる「中和ちゅうわ」という反応はんのうが起こります。このとき、まぜた液体の温度は少しずつ上がっていきます。これは、中和が起きるときに熱が発生するからです。

液体をまぜ続けて、ちょうどぴったり中和したとき、温度は一番高くなります。でも、中和が終わったあとにさらに液体を足すと、もう熱は出ないので、温度は少しずつ下がっていきます。グラフを見ると、山のような形になっているのがわかります。

ルラスタコラム

中和で熱が出るのは、目に見えない小さなつぶどうしが、いきおいよくくっつくからです。この熱を利用して、冬に使うカイロなども作られているんですよ。

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