ネットが遅くてイライラしてない!?

すごく簡単で申し訳ないのですが・・・。
ふと疑問に思ったのですが、中学の理科でオオカナダモなどをBTB溶液の入った試験管にいれて光合成について調べる実験がありました。
アルカリ性→青色
中性   →緑色
酸性   →黄色
ということなのですが、植物が光合成をするとなぜBTB溶液は青くなるのですか?これは、酸性の性質をもつ二酸化炭素の減少と理解していたのですが、酸素の増加は関係ないのでしょうか?また、アルカリ性という部分に違和感を持ってしまうのですが・・・。

A 回答 (3件)

「すごく簡単で申し訳ないのですが・・・。

」実はそんなに簡単ではないようですよ。特に中学ではほとんど説明できないのではないかと思います。

(1)純水にBTBを入れます。 →中性で緑となります。

(2)次に,呼気の二酸化炭素を吹き込みます。→酸性で黄色となります。
ここまでは生徒も納得いくのではと思いますが。

(3)光合成をさせます。→アルカリで青色となります。
この現象をCO2のみで説明していますが,無理があるのではないかと思います。CO2がなくなれば中性に戻るだけなら納得がいくでしょうが。

一般に光合成の盛んな水槽のPHは9~10と強いアルカリ性を示します。熱帯魚等はCO2添加剤を加えながら,ほとんどこのPHで飼育しますのでご存じの方も多いと思いますが…。

教育の中である面で先生が説明できない典型的な例と思います。CO2のみでなく,H+の消費という観点からでないと説明できないのではないかと思っています。中学の先生方は大変だと思いますよ。

化学の専門家の意見をぜひ聞いてみたいものです。
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この回答へのお礼

中学生を教えるとなるとどう教えることが適当なのかわからなくて・・・。参考にさせていただきました。ありがとうございました。

お礼日時:2003/08/02 23:53

そうです。


二酸化炭素が消費されるため、だんだん酸性から
中性になっていきます。酸素は増加しても酸性に
なりませんからね。
またアルカリ性といってもほんのちょっとだけ
だと思われます。ふつうだったらほとんど中性と
して分類されるくらいの弱アルカリ性なのでは?
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すごく適当で申し訳ないんですが、


二酸化炭素が溶けているのに液が中性だとしたら
その液には塩基性を示すナニかも溶けてるってことですよね。
 2NaOH+CO2←→Na2CO3+H2O
のような感じでしょうか。

だから二酸化炭素が光合成で使われるとアルカリ性になって液が青くなる。(平衡が左に偏る)

というのはどうでしょうか。
(でもそうなら水道水は熱して二酸化炭素追い出すだけでアルカリ性になってしまう。。。)

すいません全然自信無いです。
入試問題解いてる気分です(汗)

いやー、不思議ですね。
僕も正しい答えが知りたいです。

あ、それとBTB液ってpH>7.8で青くなるそうです。
この程度ならカナダモ入れる前の時点で青くなるんじゃ、なんて思いました。

最後までアホな意見ですみません。
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この回答へのお礼

いえいえ、参考になるアドバイスありがとうございます。

お礼日時:2003/08/02 23:54

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 見抜けないとダメ。
  先に、NaOH水溶液で調整するという知識を与えるのは理科の指導者としては【逆効果】。

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「青色のBTB溶液に中性の水を入れたとき、」
の時点で、
この(青色の)BTB溶液は、【塩基性】だとわかっているはずです。< ---でしょ。
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
 塩基性の水に中性の水を入れたって酸性は無論、中性にもならない。中性近くまで加えるとBTBはものすごく薄められてしまって色なんかわからない。

 ここからは、そのうえでなぜ塩基性かということ
BTB (pH指示薬)
( http://www.rikadaisuki.edu.saitama-u.ac.jp/recipe/chemistry/jikken/BTB/BTB-pH01.htm )

BTBは、「酸塩基指示薬として用いる場合、N/50 NaOH 8cm³にBTBを0.10g溶解させ、250cm³の水で希釈( https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%96%E3%83%AD%E3%83%A2%E3%83%81%E3%83%A2%E3%83%BC%E3%83%AB%E3%83%96%E3%83%AB%E3%83%BC )」して塩基性にして、酸の検出に使用します。

★理科は「目的をもって・・実験観察をおこない。科学的な見方や考え方を養う。( http://www.mext.go.jp/a_menu/shotou/new-cs/youryou/chu/ri.htm )」ための学問ですよ。知識を身に着けるものでは断じてない。BTBがpHによって色が変わるという知識だけではダメなのです。
 もちろんNaOH水溶液で調整するという知識を先に得てしまうと【逆効果】

>青色のBTB溶液に中性の水を入れたとき、
   薄めると・
>(BTB溶液は)青色のままだと聞いたのですが、
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>どうして緑色にならないのですか?
  ・・中性にしならない
>中性には、BTB溶液の色を変える性質はないのですか?
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 座学より、実験をすることがいかに重要かということ。

【引用】____________ここから
第2章 各教科
 第4節 理科
  第1 目標
   自然の事物・現象に進んでかかわり,目的意識をもって観察,実験などを行い,
  科学的に探究する能力の基礎と態度を育てるとともに自然の事物・現象について
  の理解を深め,科学的な見方や考え方を養う。
 ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ここまで[第2章 各教科 第4節 理科:文部科学省( http://www.mext.go.jp/a_menu/shotou/new-cs/youryou/chu/ri.htm )]より

塩基性の水に中性の水を加える=薄めると、中性にはならない。pH12の水を100倍に薄めるとpH10になる。だからと言ってpH8を100倍に薄めても、pH6にはならない。

あなた自身がすでに答えを見抜けているはず。
 見抜けないとダメ。
  先に、NaOH水溶液で調整するという知識を与えるのは理科の指導者としては【逆効果】。

 そんなデータ以前に!!!科学的見かたができれば
「青色のBTB溶液に中性の水を入れたとき、」
の時点で、
この(青色の)BTB溶液は、【塩基性】だとわかっているはずです。< ---でしょ。
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
 塩基性の水に中性の水を入れたって酸性は無論、中性にもならない。中性近くまで加えるとBTBはものすごく薄められてしまって...続きを読む

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QNo.87406 水道水のpH(BTB液)で回答したmissionです。
そちらの回答も参考にしていただきたいのですが、水には(特に水道水など自然の水)には、炭酸などの酸をある程度中和緩衝できる能力(アルカリ度といいます)があります。
ご指摘のとおり、理論的には空気中の二酸化炭素が溶解して、BTB溶液は黄色にシフトするのですが、さきほどのアルカリ度のため水道水を加えた場合、二酸化炭素の酸としての機能は緩衝されてしまいますので、基本的には緑色になると考えられます。

しかし、水道水は、蒸留水などのピュアな水と違って、色々な物質が、溶け込んでいます。
ですので、使用された水道水の水質を見なければ確実な回答はできませんが、推測としては、元々使用された水道水が弱アルカリ性であったため、一時的に緑色になったが、元々の水質(pH)のために酸アルカリ平衡が緩慢に進行したため青色になった。
もしくは、塩素消毒の副生成物であるトリハロメタンや、または、他の水質成分が加水分解した結果、アルカリ性にシフトした。

等、いろいろ考えられますが、ともかくその水道水の水質を見ない限り結論は出せません。

など、小難しい理論を述べましたが、水道水の原料は、あくまで自然水ですので、理論的にはいきません。そのへんも理解していただきたく回答しました。

QNo.87406 水道水のpH(BTB液)で回答したmissionです。
そちらの回答も参考にしていただきたいのですが、水には(特に水道水など自然の水)には、炭酸などの酸をある程度中和緩衝できる能力(アルカリ度といいます)があります。
ご指摘のとおり、理論的には空気中の二酸化炭素が溶解して、BTB溶液は黄色にシフトするのですが、さきほどのアルカリ度のため水道水を加えた場合、二酸化炭素の酸としての機能は緩衝されてしまいますので、基本的には緑色になると考えられます。

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使用した水なのですが、ふつう水道水は中性付近を保つようにされています。
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