中学 理科

昨日、授業でうすい塩酸やうすい水酸化ナトリウムをしみこませた糸とpH試験紙を使う実験（酸性、アルカリ性の正体を求める実験）をしました。そして糸付近のpH試験紙の色が塩酸は赤く、水酸化ナトリウムは青くなることについては分かりました。しかし、先生に陽極付近の色が赤くなる理由と陰極付近の色が青くなる理由を調べてこいと言われたのですが全く分かりません。すいません教えてくださいm(__)m

質問者からの補足コメント

• 陽極、陰極付近とはクリップで挟んでいて電気がちょうど通るところのことです。

    補足日時：2016/10/23 22:43

No.7 回答者： Zincer 回答日時： 2016/10/24 19:53

想像ですが、質問者さんの行った実験は、

手順1．電解質（硫酸ナトリウムなどの中性塩）溶液で濡らしたｐH試験紙の両端をクリップで挟む。
手順2．薄い塩酸（または水酸化ナトリウム溶液）をしみこませた糸をｐH試験紙の上に置く。
※このときｐH試験紙はそれぞれの溶液のｐHに対応した色になる。
手順3．両端に電池（または直流電源）をつなぎ電流を流す。
※塩酸の場合は、赤くなった部分が＊＊側へ移動する。
（糸を置いたままの場合は＊＊側へ広がる。）
結果：これより、酸性の正体は＊＊イオン（＊＊の電荷をもったイオン）であることがわかる。
アルカリ性の場合は青くなり、この逆。（レポートではもっと詳しく書かないと正解ではないよ！）
＊＊の部分は実験結果をもとに、自分で考えること。

で質問に対する本題
追加課題
陽極・陰極付近でｐH試験紙の色が変化する理由を調べよ。
って、ことですよね？
電極表面では、水の電気分解が起こっています。
もう習ったかどうかはわかりませんが、
陽極では水が酸化されて、酸素が発生しＨ⁺が増えます。
陰極では水が還元されて、水素が発生しOH⁻が増えます。

その反応については、つい先日回答した
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/9470718.html
が参考になると思いますよ。

No.6 回答者： ORUKA1951 回答日時： 2016/10/22 19:00

酸とは、水素イオンＨ⁺ 、アルカリ性は水酸化物イオン　OH⁻ による。

電極は、陽極は＋、陰極は、－　それぞれどちらに引き寄せられる？？

陽極＋　　　H⁺　　　　　ー陰極
　　　　　　OH⁻

　　　　どちらに移動する？？？？

No.5 回答者： むらさめ 回答日時： 2016/10/21 22:18

pH試験紙というのは色々と種類があります。

リトマス試験紙もpH試験紙に含まれるものなのです。
リトマス紙は酸からアルカリ、アルカリから酸とpH(H+イオンやOH-イオンの濃度)が変化すると極端に赤から青、または青から赤へと変化します。

使った試験紙は多分、万能試験紙と呼ばれているものだと思いますが、
学校で使ったpH試験紙も酸性で赤、アルカリ性で青、その中間では↓のようなものだと思います。
http://www.max.hi-ho.ne.jp/lylle/shijiyaku.html

リトマスでも万能試験紙でも色が変化する理由は同じですね。H+イオンやOH-イオンがどちらの方向へ引き付けられるかです。
先生の教え方が下手ですね。pH試験紙は一般的な名称で特定の試験紙を指す言葉ではないので誤解を生じるので、
授業で教えるなら、万能試験紙(一応商品名になると思います)と範囲を狭く言った方が誤解が少ないですね。

No.4 回答者： 北のトラさん 回答日時： 2016/10/21 22:03

Ｎｏ１です。

pH試験紙ですと、理論的には最初の回答通りになるはずですが。
メモ或いは記憶違いではありませんか。

pH試験紙　酸性でオレンジか黄緑色、アルカリ性で紫です。

ですから、非常に色の判別が難しいのは確かです。
紫と青でどちらかを判別するのは厳しいですね。
赤とオレンジも同様です。

また、理論的解答と、実験での解答例は断定が難しいですね。

解答としては、最初の回答であっていると思います。

参考までに。

No.3 回答者： むらさめ 回答日時： 2016/10/21 21:30

途中で送っていましました。

陽極･陰極という言葉は、実は使いにくい用語で、
中学校の理科ではあまり深く教えないのですが、その使用する現象や実験で違う事があるので注意が必要です。

No.2 回答者： むらさめ 回答日時： 2016/10/21 21:23

まずリトマス試験紙はが赤くなるのは酸性になるから、即ちH+イオンの数が多くなるから。

リトマス試験紙が青くなるのはアルカリ性になるから、OH-イオンの数が多くなるからですね。

それを踏まえて考えてみると、説明が意外と難しいですね。
陰極の方へH+イオンが移動していくので青いリトマス紙が『塩酸を染みこませた糸』を置いたところから陰極へ向かってだんだんと赤くなっていきます。
これは陰極で　2e-　+　2H+　→　H2という反応が起こっていて、陰極へとH+イオンが吸い寄せられているからです。
赤いリトマス紙は変化しませんよね。

一方『水酸化ナトリウムを染みこませた糸』を赤いリトマス紙に置くと、置いたところから陽極へとだんだんと青くなっていきます。
これは陽極にOH-イオンが引き付けられているからです。
陽極では　2OH-　→　H2O　+　O2　+　2e-　という反応が起こっています。
青いリトマス紙は変化しませんよね。

この回答へのお礼

No2さん
回答ありがとうございます。
リトマス紙ではなくpH試験紙ですよ。

お礼日時：2016/10/21 21:30

No.1 回答者： 北のトラさん 回答日時： 2016/10/21 21:05

酸性は水素イオン　Ｈ＋　で、アルカリ性は　ＯＨ－　ですね。

水素イオン　Ｈ＋　は、＋の電気を帯びているので、－極・陰極に引き寄せられ、陰極付近が赤（オレンジ）になり、

水酸化物イオン　ＯＨ－　は、－の電気を帯びているので、＋極・陽極に引き寄せられ、陽極付近が青（紫）になります。

参考までに。

この回答へのお礼

No1さん
回答ありがとうございます。
陰極付近は実験したときは青だったのですが間違っていましたか？

お礼日時：2016/10/21 21:30