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石灰水

石灰水

出典: Wikipedia
一般小学生

まとめ

石灰
水酸化カルシウム飽和水溶液で、二酸化炭素を検出するために用いられる無色透明の液体
  • 酸化炭素と反応して不溶性の炭酸カルシウムを生成し、白く濁る性質を持つ
  • 強いアルカリ性を示し、BTB溶液を青色、フェノールフタレイン溶液を赤色に変える
  • 空気中の二酸化炭素とも反応して表面に膜を作るため、密閉保存が必須である

解説

石灰水は、消石灰(水酸化カルシウム)を水に溶かした溶液です。この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の微粒子が生じ、全体が白く濁ります。この反応は二酸化炭素の特有の性質であるため、気体の同定試験として非常に重要です。

二酸化炭素の量 液体の状態 生成物質 水溶性
少量 白く濁る 炭酸カルシウム 溶けにくい
過剰 無色透明 炭酸水素カルシウム 溶けやすい

白く濁った状態からさらに二酸化炭素を通し続けると、炭酸カルシウムが炭酸水素カルシウムへと変化し、再び透明な状態に戻ります。これは、鍾乳洞が形成される化学的プロセスと同じ原理です。

コラム

石灰水は、生物呼吸や物質の燃焼を確かめる実験で多用されます。例えば、花のつぼみや発芽中のダイズを入れた容器内の空気を石灰水に通すと、呼吸によって生じた二酸化炭素により白濁します。また、ロウソクを燃やした後の集気びんに石灰水を入れて振ることで、有機物の燃焼によって二酸化炭素が発生したことを証明できます。

注意点として、石灰水は強アルカリ性であるため、目に入らないよう取り扱いに注意が必要です。また、二酸化炭素を溶かしたペットボトルに石灰水を入れて振ると、気体が液体に吸収されて内部の圧力が急激に下がり、ボトルがへこむ現象を観察できます。

小学生のみなさんへ

石灰水(せっかいすい)は、見た目はただの水のようにすき通っていますが、二酸化炭素にさんかたんそがまざると、魔法のように白くにごる不思議な液体です。

理科の実験では、ストローで息を吹きこんだり、物が燃えたあとの空気を入れたりして、そこに二酸化炭素にさんかたんそがあるかどうかを調べるために使われます。はいた息の中に二酸化炭素にさんかたんそが含まれていることは、石灰水が白くなることでたしかめることができます。

ただし、石灰水は目に入るととてもあぶないので、実験のときは気をつけて使いましょう。使い終わったあとは、空気にふれないようにしっかりフタをして保存ほぞんします。

ルラスタコラム

石灰水に二酸化炭素にさんかたんそをずっと入れ続けると、白くにっごった水がまた透明とうめいにもどるのを知っていますか?これは、自然の中で長い時間をかけて「鍾乳洞しょうにゅうどう」という洞くつができる仕組みと同じなんですよ。

テストでの問われ方・理解度チェック

【基礎】 石灰水に二酸化炭素を通すと、どのような変化が見られますか。
無色透明だった石灰水が、白く濁る変化が見られます。
【応用】 石灰水に二酸化炭素を通したときに白く濁るのはなぜですか。その理由を生成される物質名を含めて説明しなさい。
二酸化炭素と石灰水が反応し、水に溶けにくい炭酸カルシウムという物質ができるためです。
【実践】 白く濁った石灰水に、さらに大量の二酸化炭素を通し続けるとどうなりますか。また、その理由を説明しなさい。
液体は再び無色透明に戻ります。理由は、水に溶けにくい炭酸カルシウムが二酸化炭素とさらに反応し、水に溶けやすい炭酸水素カルシウムに変化するためです。

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