息を吹き込んで色水をつくる

呼気に含まれる二酸化炭素の性質を確認する簡単実験：BTB水溶液の色や石灰水の色が変化します。

酸性酸化物である二酸化炭素は、水に溶けて酸性を示します。水に溶けて炭酸となりますが、水素イオンが離脱するので弱い酸性を示します。

H₂O + CO₂ → H₂CO₃

H₂CO₃ ⇄ H⁺ + HCO₃^–

炭酸水素イオンからさらに水素イオンがわずかに電離して…

HCO₃^– ⇄ H⁺ + CO₃^2-

動画では、呼気に含まれる二酸化炭素が水に溶解して生じる水素イオンによって、BTBの色が変化する様子が観察できます。呼気を吹き込む前の水溶液は、青色を呈するように調製しておきますが、地域や季節によって供給される水道水の酸性度には若干の違いがあることを示す機会にするのも良いでしょう。

また、石灰水の白濁は、

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O

生成する炭酸カルシウムCaCO₃ は水に不溶で、白い濁りとなって観察されます。さらに呼気を吹き込み続けると、次第に白濁は消えていきます。

CaCO₃ + H₂O + CO₂ → Ca(HCO₃)₂

水溶性で透明の炭酸水素カルシウムが生成されるためで、これらの化学反応式は、鍾乳洞の石柱の形成のメカニズムの説明によく用いられる反応式でもあります。

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◇このブログで発信する情報は、取扱いに注意を要する内容を含んでおり、実験材料・操作、解説の一部を非公開にしてあります。操作に一定のスキル・環境を要しますので、記事や映像を見ただけで実験を行うことは絶対(！)にしないで下さい。詳細は、次の３書(管理者の単著作物)でも扱っているものが多いので参考にして下さい。