キーワード
化学、高校、実験、（高校化学、化学実験）
酸化物、酸性酸化物、塩基性酸化物、硫黄、亜硫酸、硫酸、二酸化炭素、炭酸、
酸化カリウム、水酸化カリウム、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　９８．１１
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　林　正幸

　　　酸化物から酸と塩基をつくる

１．解　説

　酸と塩基に関する実験については、長い間いまひとつおもしろいものがないと悩んでき
た。酸化と還元のような「決定打」ではないが、この実験と「塩から酸と塩基をつくる」
は一応納得のいくものになっている。
　この実験では、水と反応して酸になったり、塩基と反応したりしする「酸性酸化物」と、
水と反応して塩基になったり、酸と反応したりする「塩基性酸化物」があって、非金属の
酸化物のほとんどが前者になり、金属の酸化物の多くが後者になることを確認する。
　またこの実験では、塩の水溶液が完全に中性とは限らず、すこし酸性だったりすこし塩
基性だったりすることも扱っている。ただし塩の加水分解の理論は化学Uの領域なので、
私はこの学習段階では加水分解という用語も使わずに、事実を次のように理解しておくこ
とのみを求める。
　　　　強酸と強塩基からできる塩　　　　完全に中性
　　　　強酸と弱塩基からできる塩　　　　すこし酸性
　　　　弱酸と強塩基からできる塩　　　　すこし塩基性
　硫黄を燃焼させると二酸化硫黄になり、これは次のように水と反応して亜硫酸になる。
　　　　Ｓ ＋ Ｏ2 ―→ ＳＯ2
　　　　ＳＯ2 ＋ Ｈ2Ｏ ―→ Ｈ2ＳＯ3
このことは水にＢＴＢを加えておけば検出できる。しかしこれに留まらず、過酸化水素と
反応させて硫酸をつくってそれを確認したい。
　　　　Ｈ2ＳＯ3 ＋ Ｈ2Ｏ2 ―→ Ｈ2ＳＯ4 ＋ Ｈ2Ｏ
これは指示薬では無理なので、塩化バリウム水溶液を加えて硫酸バリウムの白色沈でんが
生じることで確認する。さいわいに亜硫酸バリウムは沈でんしない。以上は、酸性雨の話
に結び付く。
　割りばしのような炭素を含む物質を燃焼させると、二酸化炭素が生成する。これは水に
溶けるとその一部が次のように反応して炭酸になる。

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　　　　ＣＯ2 ＋ Ｈ2Ｏ ―→ Ｈ2ＣＯ3
これはかなり弱い酸だが、ＢＴＢなら黄色に変色して酸性を示す。
　ところが同じ割りばしでも、その灰は塩基性を示す。植物にはカリウム元素が含まれて
おり、そのことは肥料の三要素が窒素、リン、カリウムであることからも窺える。これは
燃焼により炭酸カリウム（Ｋ2ＣＯ3）となり、ＢＴＢを青色にする。
　生徒は同じ割りばしから、酸と塩基の両方がつくれることに興味をもつ。
　炭酸カルシウム製のチョークをバーナーで焼くと、一部が酸化カルシウムになり、これ
は次のように水と反応して水酸化カルシウムになる。
　　　　ＣａＣＯ3 ―→ ＣａＯ ＋ ＣＯ2
　　　　ＣａＯ ＋ Ｈ2Ｏ ―→ Ｃａ（ＯＨ）2
水酸化カルシウムは強塩基であるので、ユニバーサル指示薬を加えておくとｐＨ＝１０の
紫色を示す。これに対して炭酸カルシウムも塩基性だが、これはｐＨ＝８の深緑色程度に
留まる。
　フェノールフタレインは時間が経つと同じ結果になってしまうが、ユニバーサル指示薬
を使うと、炭酸カルシウムの結果があとで塩の加水分解に利用できる。
　この実験では、身近なものを材料にしていることも重要である。

２．操作法（生徒向けプリント）

［ａ］硫黄から硫酸をつくる
（１）５０ｍｌビーカーの目盛を利用して、集気びんに水約２５ｍｌを入れ、これにＢＴ
Ｂ０.５ｍｌを加える。
注意：中性の緑色にならないときは、水洗いし直す。
（２）燃焼さじに硫黄小さじ半分を採り、バーナーの炎に入れて点火し、それを集気びん
に差し入れ、ガラス円板でできるだけふたをして、燃焼させる。
参考：硫黄は液体になり、黒っぽくなったら、見えなくても点火している。
注意：燃焼さじを水に触れないようにする。
（３）白煙がこもったら燃焼さじを取り出し、水をかけて火を消す。
注意：炎が見えなくても燃えている。発生する二酸化硫黄は呼吸器に影響する。
（４）集気びんはガラス円板でふたをしてしっかり振り混ぜ、様子を観察する。

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（５）さらに反応溶液を、２本の試験管にそれぞれ３、４ｃｍの高さに注ぎ、一方に３５
％過酸化水素２滴を加える。
（６）両方の試験管に２％塩化バリウム水溶液２ｍｌを加えて振り混ぜ、様子を観察する。
［ｂ］割りばしから炭酸と水酸化カリウムをつくる
（１）集気びんなどを水洗いして、改めて水約２５ｍｌとＢＴＢ０.５ｍｌを入れる。また
５０ｍｌビーカーにも水約２５ｍｌとＢＴＢ０.５ｍｌを入れる。
（２）割りばし半ぜんを、その先をバーナーの炎に入れて点火し、その部分を集気びんに
差し入れ、ガラス円板でできるだけふたをして、燃焼させる。
（３）火が消えたら取り出し、ガラス円板でふたをして振り混ぜ、様子を観察する。
（４）割りばしの方はもう一度点火して５ｃｍほどをできるだけ完全に燃焼させ、灰を準
備したビーカーに落とすようにする。
（５）その後、ビーカーを振り混ぜ、様子を観察する。
［ｃ］チョークから水酸化カルシウムをつくる
（１）試験管２本にそれぞれ、水３、４ｃｍとユニバーサル指示薬５滴を入れる。
（２）チョーク（炭酸カルシウムチョーク）を半分に割って一方をそのまま試験管に投入
して振り混ぜ、様子を観察する。
（３）もう半分を銅線の先に固定し、１分間ほどバーナーで強く加熱する。
（４）続いて１分ほど放冷したら、残りの試験管に投入して振り混ぜ、様子を観察する。
参考：ユニバーサル指示薬の変色とｐＨ
　　　色　　　　赤　　　　橙　　　　黄　　　黄緑　　　深緑　　　青紫　　　 紫
　　　ｐＨ　　　４　　　　５　　　　６　　　　７　　　　８　　　　９　　　１０　
　　 　　　　　　　＞　　　酸性　　　＞　　　中性　　　＜　　　塩基性　　　＜

３．準備・かたづけ

Ａ　４つの実験机に置くもの（３グループにひとつ）
・硫黄
・ＢＴＢ
・２％塩化バリウム水溶液
Ｂ　６つの実験机に置くもの（２グループにひとつ）
　なし

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Ｃ　各実験机に持っていくもの（１０〜１１こ）
・割りばし半ぜん
・チョーク（３ｃｍ）
　　（炭酸カルシウム製のもの。表面のコーティングを紙やすりで削っておく。）
・燃焼さじ
・マッチ、燃えがら入れ
・集気びん、ガラス円板
・５０ｍｌビーカー
・試験管４本と試験管立て
・銅線（３０ｃｍ）
Ｄ　あとで教卓に取りに来させるもの ・ユニバーサル指示薬

４．注意・結果

　なし

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