中学理科 中和とイオン数 水素イオン・水酸化物イオンの数の変化

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中学3年理科。中和反応が起こるときのイオン数の変化について学習します。

  • レベル:★★★☆
  • 重要度:★★★☆
  • ポイント:H⁺、OH⁻、Na⁺、Cl⁻の数の変化

授業用まとめプリントは下記リンクよりダウンロード!
授業用まとめプリント「中和とイオン数」

中和とイオンの数

酸の水溶液とアルカリの水溶液を混ぜると、お互いの性質を打ち消し合う、中和反応が起こります。このとき、酸の水素イオンH⁺アルカリの水酸化物イオンOH⁻が打ち消し合って水H₂Oができ、水の他に塩(えん)ができました。
参考中和と塩 塩酸や硫酸とアルカリの反応

今回は、中和反応が起こっているとき、各イオンの数がどのように変化しているのかを学習します。グラフを書かせる問題も出題されるので、グラフの見方もマスターしましょう。

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塩酸の中に水酸化ナトリウム水溶液を入れる場合

塩酸は、塩化水素HClが水に溶けたものでした。HClが電離して水素イオンH⁺と塩化物イオンCl⁻が生じています。この中に、水酸化ナトリウムNaOHを水に溶かした、水酸化ナトリウム水溶液を入れていきます。水酸化ナトリウム水溶液の中には、ナトリウムイオンNa⁺と水酸化物イオンOH⁻が入っています。

水酸化ナトリウム水溶液を塩酸に入れていくと、各イオンの数は次のように変化していきます。

  • 水素イオンH⁺
    OH⁻と反応して減少する。
  • 水酸化物イオンOH⁻
    H⁺と反応ししてH₂Oになるので増加しない。
    H⁺が無くなると増加していく。
  • 塩化物イオンCl⁻
    一定量のまま変化しない。
  • ナトリウムイオンNa⁺
    水酸化ナトリウム水溶液を入れるだけ増加していく。

塩酸に水酸化ナトリウム水溶液を入れる中和

完全に打ち消し合って、中性になったとき、水溶液中には水素イオンH⁺と水酸化物イオンOH⁻がない状態になり、ナトリウムイオンNa⁺と塩化物イオンCl⁻のみがある状態になります。

水酸化ナトリウム水溶液の中に塩酸を入れる場合

今度は逆に、水酸化ナトリウム水溶液の中に塩酸を入れていきます。水酸化ナトリウム水溶液の中には、ナトリウムイオンNa⁺と水酸化物イオンOH⁻が入っています。この中に塩酸の水素イオンH⁺、塩化物イオンCl⁻が入っていきます。

塩酸を水酸化ナトリウム水溶液に入れていくと、各イオンの数は次のように変化していきます。

  • 水素イオンH⁺
    OH⁻と反応してH₂Oになるので増加しない。
    OH⁻がなくなると増加していく
  • 水酸化物イオンOH⁻
    H⁺と反応しして減少していく。
  • 塩化物イオンCl⁻
    塩酸を入れた分だけ増加していく。
  • ナトリウムイオンNa⁺
    一定量のまま変化しない。

水酸化ナトリウム水溶液に塩酸を入れる中和

イオンの総数を見てみると、中性になるまでは4つのイオン数で変化がないこともわかります。中性以降は、打ち消し合うイオンが無くなるので、それから先は増加していくことがわかります。

塩酸と水酸化ナトリウム水溶液以外にも、硫酸と水酸化バリウム水溶液の中和などのイオン数の変化も学習してみてください。

中和とイオン数 動画で確認

中和とイオン数のまとめプリント

各水溶液の中にあるイオンを書き込んで、イオン数がどのように変化するのかをしっかりと確認しましょう。作図問題も出題されますので、プリントで練習しましょう。

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授業用まとめプリント「中和とイオン数」

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