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折れ曲がり

一般小学生

まとめ

折れ曲がり
グラフの傾き(変化の割合)が急激に変化する点。化学分野の実験においては、酸と塩基の反応が過不足なく完了した「中和点」を指す指標として用いられる

解説

中和反応の実験において、水溶液の性質の変化をグラフ化すると、特定のタイミングでグラフの線が折れ曲がることがあります。例えば、水酸化バリウム水溶液に希硫酸を滴下していく実験では、水溶液中のイオンが減少するのに伴い電気伝導性が低下しますが、中和点を過ぎると再びイオンが増加するため電気伝導性が上昇に転じます。この「減少から増加」へ転じるV字型の地点が折れ曲がりの点であり、ここが理論上の中和点となります。

視覚的な色の変化だけでは判断しにくい精密な中和反応の終点を、グラフ上の幾何学的な変化から特定できるのがこの手法の利点です。測定する項目によって、グラフがどのような「折れ曲がり」を見せるかは異なります。

測定項目 中和点でのグラフの形 変化の理由
電気の通りやすさ V字型(最小値) 水溶液中のイオンの総数が最も少なくなるため
水溶液の温度 山型(最大値) 中和反応による発熱が止まり、冷却が始まるため
沈殿物の重さ 右肩上がりの停止 反応する物質が使い切られ、新たな沈殿が生じなくなるため
コラム

計算問題では、この折れ曲がりの点における酸と塩基の体積比を正確に読み取ることが不可欠です。例えば、塩酸40cm3に対して水酸化ナトリウム水溶液を75cm3加えたときにグラフが折れ曲がった場合、その比率は40:75(8:15)で過不足なく反応することを意味します。

この比率をもとに、水酸化ナトリウム水溶液50cm3に塩酸20cm3を加えた際に残る固体の重さを求めるなど、比例関係を用いた計算が頻出します。グラフの折れ曲がり地点は、化学変化における「物質の過不足」を判断する境界線としての役割を果たしています。

小学生のみなさんへ

理科のじっけんで、酸(さん)とアルカリの液体をまぜ合わせるじっけんなどをしたときに、グラフの線のむきが急にかわる場所のことを「折れ曲がり(おれまがり)」といいます。この折れ曲がったところは、ちょうど反応(はんのう)が終わったしるしです。グラフをかくことで、じっけんの結果がどこで切りかわったのかを正しく見つけることができます。

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