硫酸と水酸化バリウムの中和｜白い沈殿を見ながら緑色になるところを探す教材

中学3年 / 第1分野 (6)化学変化とイオン (ア)水溶液とイオン

この単元で つまずくところ

• 塩が水にとけない中和。 塩化ナトリウムとちがい、硫酸バリウムは沈殿します。ここが塩酸＋水酸化ナトリウムとの決定的なちがいです。
• ちょうど中和したところで、とけているイオンがすべて0になる。 だから電流も流れなくなります。粒子で見て、合計の数が0になるところを確かめます。
• 沈殿はそれ以上ふえない。 中和したあとに硫酸を足しても、H⁺とSO₄²⁻がたまるだけです。沈殿の高さが止まることも、中和点の手がかりになります。
• 1滴で入るのはSO₄²⁻が1こ、H⁺が2こ。 硫酸は水素イオンを2こ出します。水酸化バリウムも水酸化物イオンを2こ出します。
• かき混ぜると白くにごる。 まい上がっただけで、沈殿が消えたわけではありません。待つとまたつもります。

このツールで 何が見えるか

ゴム球を押す

押すと1滴（0.1cm³）落ちます。押し続けると、はじめはゆっくり、だんだん速く落ちます。

びんで吸う

ピペットをつかんでびんの口から中へ入れ、ゴム球を押してはなすと2cm³（20滴）まで吸いこみます。

白い沈殿

落とすたびに白いにごりができ、静かにしておくと下に白い層としてつもります。ガラス棒でかき混ぜるとまい上がって、また白くにごります。

BTB溶液の色

青色（アルカリ性）から、緑色をへて黄色（酸性）へ変わります。緑色は中和点の前後1〜2滴です。

粒子で見る

Ba²⁺・OH⁻・H⁺・SO₄²⁻が粒で見えます。1滴で入ってきたSO₄²⁻が液の中のBa²⁺と合体して沈んでいき、H⁺2こがOH⁻2こと合体して水になります。右に、それぞれの数ととけている合計、沈殿の数が出ます。

新しいビーカーでやり直す

入れすぎたときは、はじめからやり直します。

授業での使い方

どの使い方でも、動かした条件はそのままURLに入ります。 画面の「リンクをコピー」を押して配れば、生徒の端末でも同じ画面が開きます。 生徒が見つけた条件のリンクを提出させれば、そのまま記録になります。

すぐ使える条件

• はじめから青色・ピペットは満タン
• もうすぐあと何滴？
• 粒子で見ながらイオンが減っていく
• 入れすぎた沈殿はふえない

あえて入れていないもの

中学校で教える形を優先して、省いている条件があります。 教科書や資料集の数値と合わないことがあるので、先に書いておきます。

• 1滴は0.1cm³、こまごめピペットには2cm³（20滴）まで吸えます。水酸化バリウム水溶液は1.5〜4cm³で、はじめは2cm³です。同じ濃さなので、2cm³なら20滴でちょうど中和します。
• イオンの数は「1滴にSO₄²⁻が1こ、H⁺が2こ」です。濃さは扱いません。
• 色の変わり方は、見つけやすいように中和点の前後1〜2滴で青→緑→黄と変わるようにしています。実際の中和では、もっと急に変わることがあります。
• 沈殿の量や沈む速さは、実際の実験の値ではありません。
• 電流を流す実験（豆電球が消える）は、この教材には入っていません。とけているイオンの合計が0になることで確かめます。
• 中和熱、硫酸バリウムをろ過して取り出す操作は扱いません。

よくある質問