イオンの移動


 イオンの移動の実験です。うまくいく班もあれば、失敗してしまう班もあります。簡単に準備ができて、しかも、全ての班が成功するためにはどうすればいいのでしょう。


実験のポイント

1 万能試験紙の幅よりも小さな紙に、うすい塩酸や水酸化ナトリウムス溶液を染みこませて、それを万能試験紙にのせるようにする。

2 土台になるろ紙を湿らせる水溶液の量は、多すぎても少なすぎても失敗の原因となる。10.3cm×7.0cmの大きさのろ紙を2mLの水溶液で湿らせるとちょうど良い感じになる。


準備物

ア ろ紙
 「ADVANTEC No.1 (直径125mm)」を10.3cm×7.0cmの大きさに切った物を使用する。直径125cmのろ紙から、この大きさの紙がピッタリ取れる。

イ カラーボード(スチレンボード)
 白色で、大きさは10.5×7.0cmのもの。
 100均やホームセンターで購入する。カッターで簡単に切れる。

ウ 万能試験紙
 「PH試験紙 ロールタイプ 7011030 ADVANTEC (1618円)」を使用した。スペア(中身の試験紙のみ)は809円。長さ5cmに切ったものを2枚使用する。6cmだと端の部分が変色しやすくなる。

エ パンチで打ち抜いた小さなろ紙(2枚)
 アを作るときにいらなくなった部分から作る。

オ 目玉クリップ(2個)

カ うすい塩酸(5%) 水酸化ナトリウム溶液(5%) 
 ペトリ皿に少量入れて配る。それぞれ5mLあれば十分。

キ 硫酸ナトリウム水溶液(3%) 2mL
 ビーカーに10mL程度入れて配り、そこからスポイトで2mLとって使用する。 


実験方法

1 カラーボードにろ紙をのせ、片方だけ目玉クリップでとめる。(できるだけ端の方をはさむ)

2 スポイトを使って、ろ紙を硫酸ナトリウム水溶液(2mL)で湿らせる。

3 ろ紙のとめてない方を持ち上げて、空気が入らないようにしてカラーボードに張り直す。

4 もう片方も、目玉クリップでとめる。

5 万能試験紙2枚をろ紙にのせる。ろ紙が湿っているのですぐに張り付く。(下図)

6 電源装置につなぎ、電圧を25Vにする。

7 パンチで打ち抜いた小さなろ紙をピンセットではさみ、うすい塩酸や水酸化ナトリウム水溶液を染みこませてから、万能試験紙の中央にのせる。(下図参照。上が水酸化ナトリウム水溶液、下がうすい塩酸。左が陰極、右が陽極。) 

8 万能試験紙の色の変化が、どちら側に移動するか観察する。(3分で1cm程度移動する。)


実験結果
 下図は、小さな丸いろ紙を置いた直後から2分おきに写真を撮ったものである。(上から順に、0、2、4、6、8分後)


その他

ア ろ紙をしめらせる量は2mLがよい。多すぎてもよくないが、少なすぎても小さな丸いろ紙につけてある水溶液が周りに吸い取られて広がってしまう。ちょうどよい量でないとよくない。

イ 小さな丸いろ紙に水溶液をつける時は、ピンセットを使って、水溶液を吸い取らせるようにする。十分にしみこませてよいが、べたべたにするのはよくない。また、万能試験紙にのせた後、押さえると液が広がってしまうのでよくない。軽くのせるだけにする。

ウ 細かい作業になるので、ピンセットは先のとがったよいものを使う。

エ 試験紙の幅よりも小さい紙をのせるのがポイントである。試験紙の幅よりも大きい紙を使うと、試験紙の縁にそって水溶液が流れやすい。

オ 東京書籍ではストローにBTB溶液を加えた寒天をつめて実験するようになっている。(下図 上がうすい塩酸 下が水酸化ナトリウム水溶液)
 ストローを使ったやり方は準備が大変である。しかし、他の教科書会社ではリトマス紙や万能試験紙でやるようになっているので、無理してストローを使う必要性は少ないと考えている。

カ アマゾン(株式会社MonotaRO)で購入した「PH試験紙 PH1-11 ( 683円+送料525円)」で実験すると下図のようになった。色はPH1-11のほうがはっきりしている。ただし、試験紙の色の変化が教科書のストローを使った実験とは異なったイメージになる。

キ リトマス紙を使うと下図のようになる。(上がうすい塩酸 下が水酸化ナトリウム水溶液)
 リトマス紙は、「安積リトマス試験紙」が幅が8mmあるので実験しやすい。


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