まとめ
【定義】
二酸化炭素が水に溶けて生じる炭酸水のように、溶液が示す酸の性質が弱い状態のこと。水溶液中の水素イオン濃度が低く、電離度が小さい酸性状態を指す。
学習の要点
- 重要語句：触媒（二酸化マンガン）、水上置換法、石灰水の白濁、炭酸カルシウム
- 用語の意義：気体の性質や化学反応による物質の変化を理解する上で、酸性の強弱や気体の溶解性を把握することは不可欠である。
解説
気体の発生実験において、酸素は過酸化水素水に触媒として二酸化マンガンを加えることで得られる。発生した酸素は、コック付きろうと管を備えた三角フラスコから、水の影響を受けにくい水上置換法を用いて集気びんに集めるのが一般的である。
二酸化炭素は水に溶けると弱酸性を示す。水を入れたペットボトルに二酸化炭素を充填して振り、気体が水に溶け込むと、ボトル内部の圧力が下がってへこむ現象が見られる。また、二酸化炭素は空気よりも密度が大きいため、斜面上に並べたろうそくに対して上方から流し込むと、火を消していく性質がある。
石灰水（水酸化カルシウム水溶液）を用いた反応は二酸化炭素の検出に用いられる。二酸化炭素を通すと、水に溶けにくい炭酸カルシウムが生成されて白く濁る。しかし、さらに二酸化炭素を通し続けると、炭酸水素カルシウムとなって再び水に溶けるため、液は透明に戻る。
補足
弱酸性はpH（水素イオン指数）で表すと、一般的に3以上7未満の範囲を指すことが多い。炭酸は非常に不安定な物質であり、加熱や放置によって容易に水と二酸化炭素に分解される。
参照: 学習指導要領準拠資料
小学生のみなさんへ
弱酸性とは、二酸化炭素が水に溶けたときのように、酸の性質が弱い状態のことをいいます。
酸素を作るときは、二酸化マンガンに過酸化水素水を混ぜます。酸素は水にとけにくいので、水の中で集める「水上置換法（すいじょうちかんほう）」という方法で集めます。
二酸化炭素には、面白い性質がたくさんあります。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ペットボトルがへこみます。また、空気よりも重いので、火のついたろうそくの上からかけると、順番に火を消すことができます。
石灰水に二酸化炭素を通すと、最初は白くにごりますが、そのまま通し続けると、また透明な水に戻るという特徴もあります。これは、水の中の物質が別のものに変化するためです。
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