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リトマス紙上、予想外のイオンの動き 酸とアルカリ

掲載日: 2019年12月29日更新日: 2019年12月30日

子どもの理科の自由研究(私学小5)で、酸性とアルカリ性の物質のもつ、イオンの動きを確認する実験をやってみました。機材として使用したのは9Vのマンガン電池3個、リトマス紙です。電流を流れやすくするため、食塩水を利用しました。教科書でよく出てくるのは、酸性の物質として「塩酸」、アルカリ性の物質として「水酸化ナトリウム」ですが、家庭で塩酸が準備できないこともあって、ほかの酸性の物質で試すことにしました。酸性の材料として、レモン、りんご、オレンジ、ぶどう、酢、を用意。アルカリ性の材料としては、重曹(炭酸水素ナトリウム)、ベーキングソーダ、太田胃散、洗濯用粉洗剤「ビーズ」、石鹸、を用意しました。

酸性の物質は水素イオン(O+)を出すことから、青いリトマス紙の赤く変色した部分は、陰極にひっぱられていくと思っていました。ところが、比較的強い酸性度をもつレモンで反対の方向(陽極)にひっぱられていきました。りんごでやってみてもしかり。何度か実験をやり直しましたが、同じ結果に。ところが、レモンに関してはレモンの種類を変えたところ(よく店でみかけるものにした)、イオンは陰極にひっぱられていきました。最初にテストしたレモンは「マイヤーレモン」というもので、そもそもオレンジとのかけ合わせでできたものとあとで調べてわかりました。しかし、pHは普通のレモンと同じように2くらいもあって、しっかり酸性ではありました。ちなみに、お酢ではイオンは陰極へひっぱられていくのが確認できました。オレンジやぶどうは動きが確認できませんでした。
【疑問1】 なぜ、リトマス紙に反応した酸性イオンは陽極に流れていったのでしょう?

また、アルカリ性の物質の洗濯粉洗剤の「ビーズ」は(OH⁻)を出すはずなので陽極に流れていくと思いきや、これは逆に陰極に流れていきました。ほかのアルカリ性の物質はわずかながらもイオンの陽極への移動が確認できました。

実験の結果、新たに出てきた疑問は、pHが強いからといって、リトマス紙上でイオンのひっぱられる量(出る量)が多いというわけではないことが判明。
【疑問2】pHの強さによらないイオンの量の動きはどうして生じるのでしょうか?

化学を勉強しはじめたばかりの息子と、30年ぶりに化学を紐といている母親です。
どうぞよろしくお願いします。

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