中学理科の実験です。
「炭酸水素ナトリウムを加熱し、そうして出てきた気体を水上置換法で3本の試験管に集める。1本は石灰水を入れて振り、1本は火のついた線香を入れ、1本は火のついたマッチを近づけた。
また、加熱した試験管の口についた液体に塩化コバルト紙をつけた。
そして、炭酸水素ナトリウムと加熱後の白い物質を2gずつ、水5立方cmにとかし、溶け方の違い、フェノールフタレイン溶液の反応、触った感触を比べた。」
そしてこれが上記の実験結果です。
実験結果(1)
石灰水・・・白くにごった
火のついた線香・・・消えた
火のついたマッチ・・・消えた
塩化コバルト紙・・・青→赤
実験結果(2)
溶け方・・・炭酸水素ナトリウムはとけ残り、
      白い物質はきれいにとけた
フェノールフタレイン・・・炭酸水素ナトリウムはピンク色
             白い物質は紫色
触った感触は、あまり覚えていないのですが、
確か白い物質の水溶液はぬるぬるしていたような・・・
違っていたら教えて下さい!

上記の実験での考察(実験から言える事、実験で気づける事、この実験で応用できる事)とは何でしょうか??
理科、化学が得意な方、是非教えて下さい!!

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A 回答 (2件)

石灰水・・・二酸化炭素なら白くにごる


火のついた線香・・・酸素なら炎を出して燃える
火のついたマッチ・・・水素なら爆発する(ポンという音がする)
実験結果から言えるのは、二酸化炭素、酸素、水素のうちどれか1つが発生し、あとの2つは発生していなかったということです。(どれなのかは自分で考えてくださいね。)

本当は、この実験からは「発生していなかった」とした2つの気体がごくわずかに発生した可能性は否定できません。
2つの気体は全く発生していないことを確かめるにはどうしたらよいかがレポートに書いてあれば、僕が先生ならレポートに満点をあげます。
(書くとしたら、「気づける事」に書いてください。)


塩化コバルト紙・・・水で青→赤
実験結果から言えるのは、発生した液体が水だということです。


フェノールフタレイン・・・アルカリ性で無色→赤紫色
皮膚がぬるぬる・・・強いアルカリ性だとたんぱく質が溶ける
実験結果から言えるのは、
・加熱後の白い物質は炭酸水素ナトリウムではない
・加熱後の白い物質の方が水に溶けやすく、強いアルカリ性を示す
ということです。


「気づける事」には、白い物質にはナトリウムが含まれているだろうということを書いてもいいかもしれませんし、教科書で調べたら白い物質は炭酸ナトリウムという物質だとわかったと書いてもいいかもしれません。


「応用」は前の回答にもあったように、ふくらし粉(ベーキングパウダー)です。加熱すると二酸化炭素が発生するので、これで蒸しパンやホットケーキなどがスポンジ状のふわふわになります。
あと、実験の趣旨とは異なるかもしれませんが、炭酸水素ナトリウムが意外と水に溶けにくいので、磨き粉(クレンザー)代わりに使うことがあります。
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自分で考えることが大切です。


実験1 で出て来たガスは、二種類の分子を含んでいます。
石灰水の反応と、塩化コバルトの反応でそれが分ります。

実験2 の白い物質は非常に強いアルカリです。
さらに加熱していくと酸化ナトリウムにまでなってしまいます。
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Q炭酸水素ナトリウムの熱分解で、反応により発生した炭

炭酸水素ナトリウムの熱分解で、反応により発生した炭酸ナトリウムと原料の炭酸水素ナトリウムではどっちのほうが塩基性が強いのですか?

もしくは全く同じものなんですか?

Aベストアンサー

CO2が水に溶けると酸性を示します。CO2は酸であると言っていいことになります。CO2はという表現は酸の標準形ではありません。H2CO3はCO2に対応する酸の標準系です。これを「炭酸」と呼んでいます。H2O+CO2と置き変えることもできます。

炭酸を水酸化ナトリウムで中和していきます。
NaOH+ H2CO3 → NaHCO3+H2O
NaOH+NaHCO3 → Na2CO3+H2O

酸と塩基の中和で生じる物質の酸性、または塩基性の強さは必ず元の酸、塩基の強さの順番の間に来ます。中和によって生じる物質が1つではないときはその反応の順番が酸、塩基の強さの順番になっています。中和で生じた物質の塩基性が元の塩基の塩基性よりも強いというのは考えにくいですね。

(酸)H2CO3<NaHCO3<Na2CO3<NaOH(塩基)

これであなたの疑問は解消したはずです。

間に来る物質の強さの順番はわかります。
では、酸性でしょうか、塩基性でしょうか。
これは水との比較になりますので反応式だけではわかりません。実験によって判断するか、その実験に基づいたデータを探して判断するかしかありません。具体的には電離平衡定数という量です。

NaHCO3(炭酸水素ナトリウム)の水溶液は弱いアルカリ性を示します。フェノールフタレインがうっすらと変色します。Na2CO3はNaHCO3とNaOHの間に来るのですからかなり塩基性の強い物質であるということがわかります。NaOHは近世になって合成された物質です。それ以前で強い塩基性の物質といえばNa2CO3が代表でした。ソーダという言葉がありますがNa2CO3のことです。そのソーダよりも強いということでNaOHのことを苛性ソーダと呼んでいました。ところがいつの間にかソーダというとナトリウムのことだという使い方に変わってしまったようです。こういう意味の変化がさらにNaOHの塩基性の強さはNaに由来するという誤ったイメージに発展していったようです。Na+があれば塩基性を示すと考えている人がかなりいます。
#1には「Na+が水を分解する、水素を発生させる」と書いてありますが誤りです。食塩を水に溶かしてもH2は出てきません。H2を発生させるのはNa+ではなくてNaです。

炭酸水素ナトリウムは重曹という名前で売られているものです。スーパーに行けば手に入ります。ベーキングパウダーの中にも入っています。
ホットケーキが膨らむのは熱分解でCO2が出てくるからです。

2NaHCO3 → Na2CO3+H2O+CO2

反応によって生じたNa2CO3がホットケーキの中に残ります。量が少ないときは問題になりませんが多いとよくないです。重曹を入れすぎるとホットケーキの味が悪くなってしまうというのを経験したことはありませんか。アルカリ性が強いと苦いような変な味になります。

CO2が水に溶けると酸性を示します。CO2は酸であると言っていいことになります。CO2はという表現は酸の標準形ではありません。H2CO3はCO2に対応する酸の標準系です。これを「炭酸」と呼んでいます。H2O+CO2と置き変えることもできます。

炭酸を水酸化ナトリウムで中和していきます。
NaOH+ H2CO3 → NaHCO3+H2O
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Q炭酸水素ナトリウムの加熱実験で困っています

中学理科の実験です。
「炭酸水素ナトリウムを加熱し、そうして出てきた気体を水上置換法で3本の試験管に集める。1本は石灰水を入れて振り、1本は火のついた線香を入れ、1本は火のついたマッチを近づけた。
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そして、炭酸水素ナトリウムと加熱後の白い物質を2gずつ、水5立方cmにとかし、溶け方の違い、フェノールフタレイン溶液の反応、触った感触を比べた。」
上記の実験で「実験から言える事」、「実験で気づける事」、「この実験で応用できる事」とは何でしょうか??
理科、化学が得意な方、是非教えて下さい!!

Aベストアンサー

実験結果がどうなったか書いてないので、さっぱりわかりません。
「実験から言える事」は実験結果からわかることを書くべきであるからです。

どんな結果になったのか、できれば、それからわかることは何かを自分で考えて、補足してください。

中学生なら誰でもやっているような実験なので、どんな結果になったのかはほとんどわかっているのですが、「実験」というのは本来そのようなものではありません。

#1さんの回答は正しいですが、「実験から言える事」は#1さんの回答だけでは足りません。

Q炭酸水素ナトリウムが沈殿する理由

アンモニアソーダ法において炭酸水素ナトリウムが沈殿する理由を教えてください。

炭酸水素ナトリウムは炭酸水素イオンとナトリウムイオンの塩であるため水溶液中だと100%電離するのではないのですか?

Aベストアンサー

> アンモニアソーダ法において炭酸水素ナトリウムが沈殿する理由を教えてください。

NaHCO3の溶解度が、NaClやNH4ClやNH4HCO3の溶解度よりも低いためです。これらの塩の溶解度の違いを利用すると、最も溶解度の低い塩を選択的に沈殿させることができます。とはいうものの、NaHCO3の溶解度はAgClやBaSO4のように極端に低いわけではないので、沈殿が生じたとしても、溶液中には炭酸水素イオンとナトリウムイオンが残ります。


> 炭酸水素ナトリウムは炭酸水素イオンとナトリウムイオンの塩であるため水溶液中だと100%電離するのではないのですか?

はい。100%電離しています。酢酸ナトリウムが酢酸イオンとナトリウムイオンの塩であるため水溶液中だと100%電離するのと同じ理屈です。「塩は水中では100%電離する」のですけど、水に溶かせる塩の量には上限がありますので、溶けきれなくなった分が沈殿になります。

Q定番の問題について【中学理科・炭酸水素ナトリウム】

中学理科定番の問題,炭酸水素ナトリウムを試験管に入れてガスバーナーで熱することで分解し,発生した二酸化炭素を水上置換で試験管に集める問題について質問させてください。

定期テストでよく「ガスバーナーの火を消す前に水中のガラス管を水から出す必要があるのはなぜか」という問題が出題されます。答えは,水が逆流して試験管が割れるのを防ぐため,ですが,なぜ水が熱せられた試験管に接触すると試験管が割れるのでしょうか。

Aベストアンサー

「温度差」が原因です。

(耐熱ではない)ガラスのコップに熱湯を入れると割れますね。
これは、コップが常温であるのに、100℃近いお湯を入れると、
内側だけ温度が上がって、その部分だけ膨張して割れます。

同じように、試験管の加熱部を下にしておきますと、その部分に
水滴が流れ込みます。加熱部が200℃前後であるのに対し、
この水滴は試験管の口部で凝結したものなので、40~60℃くらいです。
ですから、100℃を超える温度差ができるので試験管が割れます。

とは、言うものの、今の試験管はほとんどがパイレックスであるため、
割れることは少なくなっています。

Q炭酸水素ナトリウムの分解とpH

炭酸水素ナトリウムは過熱すると炭酸ガスを出して炭酸ナトリウムに分解されてしまいますよね。これはpHに変化を与えるのでしょうか。例えば密栓した容器に炭酸水素ナトリウム溶液を入れ、オートクレーブ処理(高温高圧処理)をおこなったら溶液中のpHは変化しますか?
ご存知の方教えてください。

Aベストアンサー

炭酸水素ナトリウムが熱分解によって炭酸ナトリウムになれば、その水溶液のpHが変化することに疑問の余地はありません。
すなわち、炭酸ナトリウムの方が強い塩基性を示し、高いpH値になります。

問題は、その水溶液をオートクレーブ処理したときにどうなるかということです。つまり、密栓されているということは、二酸化炭素が出ていく余地がないことになります。
均一な水溶液中に炭酸(発生した二酸化炭素が高圧のために水に溶け込んでいる状態を想定しています)と炭酸ナトリウムが共存することはありません。これらは炭酸水素ナトリウムになってしまいます。
したがって、発生した二酸化炭素を外に逃がすような工夫をしない限りは炭酸ナトリウムは生じないことになりますので、pHも変化しないと思います。
炭酸ガスが外部に放出されるような工夫があればpHは変化するかもしれませんが、それは水溶液中での炭酸水素ナトリウムの分解が容易に進むことが前提です。
ただし、私には、この分解が進むかどうかに関する判断はできません。

Q炭酸ナトリウムと炭酸水素ナトリウムの定性反応

炭酸ナトリウムと炭酸水素ナトリウムの定性反応を見る実験をしました。
結果を見て理論を考えると疑問が出たので質問させていただきます。

※試験管にNaHCO3とNa2CO3を1cmくらいそれぞれ入れて5cmくらい水を入れた。それぞれ溶けている。なお、実験は一気に続けてやっている。結果が間違っている可能性がある。

・水溶液のpH
●それぞれにPP溶液を1~2滴ずつ加えて呈色の違いをみる。
(結果)NaHCO3→濃ピンク、Na2CO3→薄ピンク
●NaHCO3溶液を加熱するとどうなったか?
(結果)濃ピンクになった
(疑問)固体で加熱したときの反応と同じく、
2NaHCO3→Na2CO3+CO2↑+H2O
でよいのか?Na2CO3が出来たなら濃ピンクになったという結果はわかる。

・酸との反応
●希塩酸を入れると共にCO2を発生するが、その違いは?
(結果)見た目は両方ともぶくぶくと泡立ったが、若干NaHCO3のほうが泡立ち方が激しかったような気がする。
(疑問)もし先ほどの加熱でNaHCO3がNa2CO3になったのならば、同じ泡立ち方になってるのでは?

・硫酸マグネシウムとの反応
●硫酸マグネシウム溶液を滴下するとどうなるか?
(結果)NaHCO3→白濁がかる、Na2CO3→白濁がかる
(疑問)他の人の実験結果ではNaHCO3は変化がなかった。失敗してしまったのか?でももし先ほどの加熱でNaHCO3がNa2CO3になったのならば、同じ結果になってよいのでは?
また、その場合の反応式が
MgSO4+Na2CO3→MgCO3+Na2SO4
でよいのか?白濁の原因はどちらになるのか?
あと、何故硫酸マグネシウム溶液を使ったのか?
●炭酸水素ナトリウム溶液を煮沸するとどうなるか?
(結果)白色沈殿
(疑問)なにが沈殿したのかわからない。(沈殿と先ほどの白濁は関りがあるのか?)
煮沸することによってどういった反応になったのかわからない。

学校が休みなので専門書を見ることができずに困っています。(>_<;)

炭酸ナトリウムと炭酸水素ナトリウムの定性反応を見る実験をしました。
結果を見て理論を考えると疑問が出たので質問させていただきます。

※試験管にNaHCO3とNa2CO3を1cmくらいそれぞれ入れて5cmくらい水を入れた。それぞれ溶けている。なお、実験は一気に続けてやっている。結果が間違っている可能性がある。

・水溶液のpH
●それぞれにPP溶液を1~2滴ずつ加えて呈色の違いをみる。
(結果)NaHCO3→濃ピンク、Na2CO3→薄ピンク
●NaHCO3溶液を加熱するとどうなったか?
(結果)濃ピンクにな...続きを読む

Aベストアンサー

Na2CO3の方は加熱しないのですね?

・水溶液のpH
色の濃さが逆ではありませんか?

●NaHCO3溶液を加熱するとどうなったか?
水溶液なので、
(HCO3)- + H2O ⇔ H2CO3 + OH- (⇔の記号は正しくないので注意。)
H2CO3 → H2O + CO2↑
ただし、相当長い時間加熱しないと反応は終わらないと思います。

・酸との反応
NaHCO3の方は上の反応によって、(HCO3)-が減少し、OH-が増えているので、CO2発生量は少ないと思います。

・硫酸マグネシウムとの反応
Mg2+ は OH- でも (CO3)2- でも沈殿が生じます。
したがって、上で十分に加熱したか、酸をどの程度加えたかで結果が違ってくると思います。酸を十分に加えれば、両方とも沈殿が生じないと思います。

●炭酸水素ナトリウム溶液を煮沸するとどうなるか?
わかりません。溶液を濃縮したことにより、NaHCO3(比較的水に溶けにくい)が沈殿したのかもしれません(最初の加熱実験と矛盾してしまいますが)。

Qサリチル酸と炭酸水素ナトリウムの反応

サリチル酸を過剰の炭酸水素ナトリウムに加えるという問題がありました。
 カルボキシ基に着目した場合は、炭酸より強い酸なので弱酸遊離反応は起きず、塩基性の炭酸水素ナトリウム水溶液と中和反応を起こし、水溶液に溶けると思います。
 しかし、僕はヒドロキシ基に着目してしまい、「フェノールは炭酸よりも弱い酸なので、弱酸遊離反応により、サリチル酸は遊離する」と「フェノールは酸性なので、塩基性の炭酸水素ナトリウム水溶液と中和反応を起こし、水溶液に溶ける」という2つの反応で迷ってしまいました。
 この問題はどのように考えたらよいのでしょうか。宜しくお願いします。

Aベストアンサー

カルボキシ基に着目した場合は、炭酸より強い酸なので弱酸遊離反応は起きず、塩基性の炭酸水素ナトリウム水溶液と中和反応を起こし、水溶液に溶けると思います。*****ここまで

弱酸遊離反応が起こります。これは中和反応の一種です。

フェノールは炭酸よりも弱い酸なので、弱酸遊離反応により、サリチル酸は遊離する」と「フェノールは酸性なので、塩基性の炭酸水素ナトリウム水溶液と中和反応を起こし、水溶液に溶ける*****ここまで

弱酸遊離反応は起こりません。pH上はフェノール性水酸基は酸性で,炭酸水素ナトリウムは塩基性ですが,酸性塩基性というだけで必ず中和反応が起こるかというとそうではないのです。

Q炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムと硫酸マグネシウムの反応について

初めて質問させて頂きます。

先日の実験で、
「炭酸水素ナトリウムを水に溶かしたものと、炭酸ナトリウムを水に溶かしたもののそれぞれについて硫酸マグネシウム水溶液を加え、沈殿が生じない場合は加熱を行う」という操作を行ったのですが、私の実験では溶かす量が少なかったのか、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウムともに何も変化が起こりませんでした。

NaHCO3とNa2CO3についてMgSO4を加えると、それぞれどのような反応が起こり、何が沈殿するのでしょうか?また、沈殿が生じなかった場合になぜ加熱を行うのでしょうか?

似た質問が過去にもあった様なのですが、そちらでは答えが出されていなかったので質問させて頂きました。
宜しくお願い致します。

Aベストアンサー

まず、炭酸水素ナトリウムについては、

 1) MgSO4 + NaHCO3 → MgCO3↓ + NaHSO4
 2) MgSO4 + 2NaHCO3 → MgCO3↓ + Na2SO4 + H2O + CO2↑

という2つの式が書けます。
但し、NaHSO4が生じると液性は酸性になるため、未反応のまま溶けているNaHCO3の分解(NaHCO3+NaHSO4→Na2SO4+H2O+CO2↑)が起きますので、実質的には「2)」に集約されます。
沈澱が生じなかった場合の加熱は、CO2の気化を促すことで、この反応を進みやすくするためでしょう。
(また、マグネシウム塩は温度が上がると溶解度が下がるものが多いことから、沈澱を促進する効果もあると思います)

次に炭酸ナトリウムの場合ですが、この溶液は塩の加水分解によってアルカリ性(恐らくpH10以上)になっているため、

 1) MgSO4 + Na2CO3 → MgCO3↓ + Na2SO4
 2) MgSO4 + Na2CO3 + H2O → Mg(OH)2↓ + Na2SO4 + CO2↑

といった反応が考えられます。
つまり、この場合は炭酸マグネシウムと水酸化マグネシウムが混ざった沈澱が生じている可能性があるということです。
(すみませんが、どちらが主となるかは私にはわかりません)

まず、炭酸水素ナトリウムについては、

 1) MgSO4 + NaHCO3 → MgCO3↓ + NaHSO4
 2) MgSO4 + 2NaHCO3 → MgCO3↓ + Na2SO4 + H2O + CO2↑

という2つの式が書けます。
但し、NaHSO4が生じると液性は酸性になるため、未反応のまま溶けているNaHCO3の分解(NaHCO3+NaHSO4→Na2SO4+H2O+CO2↑)が起きますので、実質的には「2)」に集約されます。
沈澱が生じなかった場合の加熱は、CO2の気化を促すことで、この反応を進みやすくするためでしょう。
(また、マグネシウム塩は温度が上がると溶解度が下がるものが多い...続きを読む

Q炭酸水素ナトリウムと炭酸ナトリウムについて

(I)高校レベルの参考書では一般に、フェノール等の遊離を行う際、「炭酸水素ナトリウム(NaHCO3)」を使うと記載していますが、「炭酸ナトリウム(Na2CO3)」でも可能のはずです。
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Aベストアンサー

>フェノール等の遊離を行う際、「炭酸水素ナトリウム(NaHCO3)」を使うと記載していますが、「炭酸ナトリウム(Na2CO3)」でも可能のはずです。

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Q炭酸水素ナトリウムの熱分解の実験について

炭酸水素ナトリウムの熱分解の実験をしました
1,加熱後の物質はもとの炭酸水素ナトリウムと同じと言えるか?
2.そのように考えた理由を答えなさい

詳しく教えてください(T ^ T)中学校レベルでお願いします

Aベストアンサー

1.言えません、そいつを加熱すると炭酸ナトリウムになります。
2.試験管に入れ加熱すると気体が発生します。二酸化炭素と水です。


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