まとめ
【定義】
水酸化カルシウムの飽和水溶液であり、二酸化炭素を検出するための試薬として用いられる無色透明の液体である。
学習の要点
- 重要語句：炭酸カルシウム、炭酸水素カルシウム、水上置換法、触媒（二酸化マンガン）
- 用語の意義：二酸化炭素との反応による白濁および再透明化の化学的理解、気体の発生と捕集方法。
解説
石灰水（水酸化カルシウム水溶液）に二酸化炭素を通すと、化学反応によって水に溶けにくい炭酸カルシウムが生成され、溶液が白く濁る。この反応は二酸化炭素の検出に広く利用されている。
白濁した状態からさらに二酸化炭素を通し続けると、炭酸カルシウムが水に溶けやすい炭酸水素カルシウムへと変化するため、溶液は再び無色透明になる。この現象は可逆的な化学変化の一端を示すものである。
酸素の発生においては、過酸化水素水に触媒として二酸化マンガンを加える手法が一般的である。実験装置としては、コック付きろうと管を備えた三角フラスコを用い、発生した気体は不純物の混入を防ぐために水上置換法で集気びんに集める。
二酸化炭素の性質として、空気よりも密度が大きく重いこと、水に一定量溶解すること、そして石灰水を白濁させることが挙げられる。例えば、斜面上に並べた複数のろうそくの上から二酸化炭素を流し込むと、高い位置にある火から順に消える様子から、その密度の大きさを確認できる。
補足
二酸化炭素が溶けた水は弱酸性（炭酸）を示し、ペットボトル内の二酸化炭素が水に溶けることで内部の圧力が下がり、容器がへこむ現象が見られる。
参照: 学習指導要領準拠資料
小学生のみなさんへ
石灰水は、二酸化炭素という気体があるかどうかを調べるための透明な液体です。二酸化炭素を石灰水に通すと、水の中に白くて細かい粒（炭酸カルシウム）ができるため、ミルクのように白くにごります。
おもしろいことに、白くにごったあともそのまま二酸化炭素を通し続けると、白かった粒がふたたび水にとけて、もとの透明な液体にもどります。
二酸化炭素には他にも特徴があります。水を入れたペットボトルに二酸化炭素を入れてふると、二酸化炭素が水にとけて中身がへるため、ペットボトルがギュッとへこみます。また、空気よりも重いので、高いところから流すと下のほうにたまっていきます。
酸素を作るときは、過酸化水素水に二酸化マンガンという黒い粒を加えます。すると、あわが出てきて酸素が発生します。この酸素は、水上置換法（すいじょうちかんほう）という、水を入れたびんの中で集める方法で取り出すことができます。
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