アンモニアの性質を利用して赤色の噴水！【フェノールフタレイン液】

この授業はYoutubeでも解説しています！

Youtubeの方が音声があってわかりやすいので、動画が見れる環境の方はこちらの方がおすすめです！

それじゃあ授業スタート！

アンモニアの性質

今回はアンモニアの性質！

くさいやつだ！

その通り！アンモニアといえば、おしっこのにおいですね！

おしっこの中にアンモニアが入っているの？

実はそうなんです。

アンモニアは水にめちゃくちゃ溶けやすいっていう性質を持っているから血液などに溶かして体内を輸送することができるんです！

人間の体は食べたものを消化して分解する時アンモニアを発生させます。でもアンモニアは人体にとって有害だから肝臓で無害な尿素に変えられます。
つまりおしっこからアンモニアのにおいがするってことは肝臓がピンチ！！
詳しくはコチラの学習で

アンモニアのその他の性質をまとめると次のようになります。

アンモニアは色はありませんが、特有の刺激臭を持つ気体です。

気体を集める時は水にめちゃくちゃ溶けやすい性質があるため「水上置換法」では集めることができません。

気体の収集方法

アンモニアは水に溶けるから→水上置換法❌

水に溶けやすい気体ってどうやって集めるか覚えていますか？

上方置換法or下方置換法！

その通り！

水に溶けやすい気体は水上置換法以外の方法で集めるんでした。また、アンモニアは空気よりも軽いから上に気体を貯める「上方置換法」で回収します！

アンモニアは上方置換法で収集する

↓気体の集め方の復習はコチラ↓

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これでアンモニアの性質はOKですね！

今回のテーマのおしゃれな「アンモニアの噴水」をこの性質を利用してつくってみましょう！成功すると下の写真のような噴水が見れます♪

楽しみだ♪

アンモニアの噴水

実験を実際にしたムービーを先に見たい方はコチラを見てください♪

それでは解説をしていきます！

必要な材料はコチラ！

材料はAmazonなどに売っています

• 塩化アンモニウム

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それじゃあ実験をしていきましょう！

まずは、塩化アンモニウムと水酸化ナトリウムを試験管の中にいれます。

粒状のものが水酸化ナトリウム

2つの物質を入れたら水を加えます！

塩化アンモニウムと水酸化ナトリウムの２つが反応するとアンモニアが発生します。

水は２つの物質を混ぜてよく反応させるために入れています。

水を入れると気体が発生した！

この発生した気体が「アンモニア」です！

この反応では熱が出ているので、発熱反応ということがわかります。

２年生で習う化学反応式で書くと
NH₄Cl ＋ NaOH → NH₃＋ NaCl ＋ H₂O
となります。化学反応式について詳しく学びたい人はコチラ

アンモニアは工業的にはハーバー・ボッシュ法という窒素と水素を反応させてつくられています。つくられたアンモニアは肥料として土に混ぜられたり、ルームクリーニングの際の掃除やにおい消しなどに利用されています。また、アンモニアソーダ法（ソルベー法）という、ガラスの原料である炭酸ナトリウムを生成する時の有名な反応にもアンモニアが利用されています。詳しくは高校の授業で！

発生した気体を上方置換法で丸フラスコの中に入れていきます。

アンモニアの集め方

アンモニアは水に溶けやすく、空気より軽いので上方置換法で集めます

めっちゃ臭い！！！

アンモニアは刺激臭のする気体だからね

実際に発生した気体が、アンモニアかどうかをリトマス紙を使って実験してみましょう。

リトマス紙の色の変化はこのようになります。

リトマス紙の色の変化はこうでしたね↓

リトマス紙の色の変化

赤色のリトマス紙がアンモニアによって青色に変化したから、アルカリ性のアンモニアがしっかりとフラスコの中に集まっていることが確認できました。

続いて噴水の準備するために、フェノールフタレイン液を入れた水を用意します。

フェノールフタレイン液ってなんだっけ？

フェノールフタレイン液の色の変化はこのようになっていましたね↓

フェノールフタレイン液の色の変化

フェノールフタレイン液は液体がアルカリ性か調べる指示薬です。

ただの水でもいいんだけど、フェノールフタレインを入れておくことで、噴水が赤色になってめちゃくちゃ派手にできます！

フェノールフタレイン液はおしゃれのためね

この水が噴水の時に吹き出す水です！詳しい原理については後で説明しますが、ただの水だと色の変化がなくて面白くないからフェノールフタレイン液を溶かしています。

アンモニアは水に溶けるとアルカリ性を示す

ここまで用意したら後少しです♪

実験のポイントは、丸フラスコの中に入れるガラス管の先に濡らしたろ紙をまいておくことです。

ここが実験の１番のポイント！

なんでこんなことするの？

少しの水が噴水を起こすのに必要だからです！

噴水の原理は後で詳しく解説します！

最後にこのゴム栓の片側にガラス管、反対側にゴム管を繋げた器具を差し込むだけです！

順に様子を観察しましょう！

だんだん水が上がってきました。

もう少し〜

すごい勢いで水が飛び出しました！

噴水ができました！

どうして噴水ができたのか原理を考えてみましょう！

噴水ができる原理

この実験のポイントはアンモニアが水に溶けやすいってことです！

まず、塩化アンモニウムと水酸化ナトリウムに水を加えて、アンモニアを上方置換法で収集します。

アンモニアは上に行くから、丸フラスコの中に入っている空気はアンモニアよりも重たいから下に行きます。

重たい空気が抜けるんだね

アンモニアの入った丸フラスコの中に水で濡らしたろ紙を入れます。

このろ紙がポイントだったね！

アンモニアは水にめちゃくちゃに溶けるから丸フラスコ内のアンモニアが急激に

アンモニアは1gの水になんと１L以上溶けます！だからろ紙の水でもアンモニアはほとんど吸収されます。

アンモニアが吸収されることで、丸フラスコ内の気体がほとんどなくなります。

そうすると、フラスコ内の気体がほとんどない（気圧が低い）のに対して、外側は普通に空気がある（気圧が高い）ことになります。

空気の量が違うとどうなるの？

原理は満員電車と同じです！

満員電車で人が多い（空気が多い）車両と人が少ない（空気が少ない）車両があったら少ない方に移動したいよね？

そうだね！

空気もこれと同じです！

フラスコの中には、空気が少ないから、外から空気がフラスコの中に入りこもうとします！

満員電車で人が多いところから、人が少ないところに流れるように動こうとするんだけど、当然フラスコはガラスでできているから、空気はそれを貫いて中に入ることができません。

だから外の空気は水を押して、フラスコの中を満たそうとします。

外の空気によって水が押される！

外の空気からの圧力によって、水は押し出されガラス管を通って、フラスコの中に水が噴水のように吹き出します。

水が少しでもフラスコの中に入ると、中にはアンモニアが入っているから、そのアンモニアがさら 水に吸収されて、吸収される→外から押される→吸収されるのループになります。

アンモニア以外の気体でも塩化水素のように水によく溶ける気体なら同じ噴水をつくることができます。

まとめ

今回のまとめクイズ！

フェノールフタレイン液が赤色になるのは何性の時？

酸性

中性

アルカリ性

フェノールフタレイン液が赤色になるのは何性の時？

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次の学習も一緒に頑張ろうね！

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