まとめ
【定義】
炭酸水素ナトリウムを熱分解した際に、試験管内に白色の固体として残る物質である。化学式はNa₂CO₃で表される。
学習の要点
- 重要語句：熱分解、炭酸水素ナトリウム、二酸化炭素、水上置換法、下方置換法
- 用語の意義：物質を加熱した際に起こる化学変化（分解）の生成物であり、発生する気体（二酸化炭素）の性質と併せて理解することが重要である。
解説
炭酸水素ナトリウムを試験管に入れて加熱すると、炭酸ナトリウム、水、二酸化炭素の3つの物質に分解される。この反応において、加熱後に試験管の底に残る白い固体が炭酸ナトリウムである。
実験の際、発生した二酸化炭素を効率的に集めるためには、気体の性質に応じた方法を選択する必要がある。二酸化炭素は空気よりも重く、水に少し溶ける性質を持つため、純粋な気体を集める場合は水上置換法、簡便に集める場合は下方置換法が用いられる。
また、二酸化炭素が容器に満たされたことを確認するには、火のついたマッチをびんの口に近づける手法が一般的である。二酸化炭素にはものを燃やす働きを助ける性質がないため、マッチの火はすぐに消える。
さらに、二酸化炭素は水酸化ナトリウム水溶液に吸収される性質を持つ。この反応を利用し、二酸化炭素を満たした試験管を水酸化ナトリウム水溶液に逆さまに立てると、気体が吸収されて試験管内の圧力が下がり、液体が内部へ吸い込まれる様子が観察できる。
補足
炭酸ナトリウムは強いアルカリ性を示し、ガラスの原料や洗剤の助剤として工業的に広く利用されている。水溶液は炭酸水素ナトリウムよりも強いアルカリ性を示す点が特徴である。
参照: 学習指導要領準拠資料
小学生のみなさんへ
炭酸ナトリウムは、「炭酸水素ナトリウム（重そう）」という粉を、試験管などで熱したあとに残る白い粒のような物質です。
重そうを熱すると、二酸化炭素というガスが出てきます。このガスが出ていったあとに残ったものが、炭酸ナトリウムです。
二酸化炭素には、物の火を消すという特徴があります。集めた二酸化炭素の中に火のついたマッチを入れると、すぐに火が消えることで、ガスがたまっているかどうかを確かめることができます。
また、二酸化炭素は空気よりも重いので、入れ物の中にたまっていきます。この性質を利用して、いろいろな方法でガスを集める実験が行われます。
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