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おもしろい実験や自由研究のテーマをお探しの方に、おすすめできる理科実験をご紹介します!

水溶液の性質を調べてみよう

水溶液は「酸性」「中性」「アルカリ性」に分けることができます。
今回は紫キャベツの色水を使って、水溶液の酸性・アルカリ性を調べる実験を紹介します。
色水の変化を見て、水溶液の性質がどのようなものか、簡単に検査してみましょう。
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試験液を作る
準備するもの

・紫キャベツ
包丁またははさみ
精製水
耐熱容器
・ペットボトルなどの容器
1.紫キャベツ1/4個を粗く刻みます。一度冷凍庫に入れて凍らせると、繊維が壊れ色落ちしやすくなります。
※手を切らないように気をつけましょう。

2.精製水ときざんだキャベツを耐熱容器に入れ、電子レンジで10分程度加熱します。

3.水が青色になったら、冷まします。青色が薄いときには再度加熱しましょう。
※熱くなっているので気をつけましょう。

4.冷めたら、青色の水溶液のみをペットボトルなどの容器にうつしておきます。これで試験液は完成です!
※試験液は飲まないでください。

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水溶液の性質を調べてみよう
準備するもの

・紫キャベツ試験液
試験管
試験管立て
スポイトまたはピペット

調べるもの

・レモン
・お酢
・炭酸水
・台所用洗剤
・食塩
・消毒剤
・排水口用洗浄剤
1.準備した紫キャベツの試験液を、ビーカーに移し替えます。
2.ビーカーに移し変えた紫キャベツ試験液を、8本の試験管に同じくらいの量ずつ入れます。
3.調べる液体をスポイトで5滴ずつ落とします。
4.色が少しずつ変わりだしたら、試験管を左右に少し振ってみましょう。

・・・どんな色に変わりましたか?
5.色が変わったら、上の画像のように試験管を並び変えてみましょう。
  同じ紫キャベツ試験液を混ぜたのになぜ違う色になったのでしょう?
手順のおさらい
1.準備した紫キャベツの試験液を、ビーカーに移し替えます。
2.ビーカーに移し変えた紫キャベツ試験液を、8本の試験管に同じくらいの量ずつ入れます。
3.調べる液体をスポイトで5滴ずつ落とします。
4.色が少しずつ変わりだしたら、試験管を左右に少し振ってみましょう。
5.色が変わったら、上の画像のように試験管を並び変えてみましょう。
実験のときの注意点
・包丁やはさみを使うときは、怪我に十分気をつけてください。
・調べる液体によっては、危険なものもあります。強い酸性やアルカリ性の水溶液は特に危険です。取扱いには注意してください。
・実験で使う液が手に付いたり目に入ったときは、すぐに水道水で洗い流しましょう。
・実験で使った液は、絶対に飲まないでください。
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実験の解説
【水溶液って?】

◆水溶液とは、何かが水に完全に溶けている液体のことです。
 例:食塩水、砂糖水など

◆たとえば食塩水は、水の中に塩のつぶが均等にとけている液体になります。
【水溶液の性質】

水溶液は、酸性・中性・アルカリ性といった性質を持っています。
どれくらい酸性で、どれくらいアルカリ性なのかを表すために、pH(ピーエイチ)という単位が使われます。
◆pH7は中性です。(=紫キャベツの色水)

◆酸性とアルカリ性のバランスがちょうど良いと、中性になります。
【紫キャベツを使ったのはなぜ?】

紫キャベツが持っている紫の色素(しきそ)は、pHによって色が変化するという性質を持っています。
今回の実験では、この性質を利用して、水溶液が酸性かアルカリ性か、色の変化で見極めています。

ちなみに、この紫の色素は「アントシアニン」と呼ばれます。
紫キャベツのほかに、イチゴ、ぶどう、赤しそ、なすの皮、ブルーベリーなどにも含まれています。
【生活の中の酸性・アルカリ性】

私たちの身のまわりには、水溶液の酸性・アルカリ性の性質で説明できるものがたくさんあります。
●酸性雨ってなに?
・車の排気ガスや工場の煙にふくまれる有害な物質が空気に混じり、それが雨にまざると、雨が酸性になります。

・酸性雨は、木を枯らしてしまうなど、環境に悪い影響(えいきょう)をあたえます。
 ⇒酸性雨を紫キャベツの色水に入れると、何色に変化するでしょうか?
●人間のからだはpHいくつ?
・健康なひふの表面 4.5~6(弱酸性)
・胃液 1~3(強酸性)
・血液や涙 7.3~7.8(アルカリ性)
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まとめ
紫キャベツには、酸性とアルカリ性によって色が変化するアントシアニンという色素が含まれています。
アントシアニンは水溶液が酸性・アルカリ性に変化すると、水溶液の色が赤色~緑色に変化します。
紫キャベツの試験液は中性で紫色ですが、酸性になると赤色~ピンク色に、アルカリ性だと緑色~黄色に変化します。
身の回りにあるものでも、酸性やアルカリ性のものがたくさんあります。
いろいろな水溶液を検査して、酸性かアルカリ性か見極めてみましょう。
家にあるもので簡単に実験できるので、自由研究のテーマとしてもおすすめです。
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理科の先生へ
理科の授業などで実験するときには、紫キャベツの試験液はあらかじめ準備しておくことをおすすめします。
今回は紫キャベツの試験液を試験管で少量使用したため、調査液は5滴でしたが、スケールが大きくなったときには調査液も多めに入れて実験するようにしてください。
試験管などガラス製で割れる危険性を避けたいときには、透明なプラスチック容器でも良いです。