第1章 無機物質の性質 ⑤アルカリ金属
アルカリ金属
アルカリ金属はとても反応しやすく、空気中も火花が散ってキケンなので石油に保存します。 Naは比較的安全ですが、それでも粉状にしたらキケンだし、絶対に塗らしたらだめです。常温の水とも激しく反応。 水酸化物は塩基になります。 大きいほど反応性は高くなります。最外殻電子が中心の+から遠くなるので、飛び出しやすくなるのです。
第1章 無機物質の性質 ⑤アルカリ金属
NaOH
NaOHはCO2を吸収してNa2CO3になります。強塩基と酸性酸化物だからです。塩として存在します。沈殿はしません。 固体のNaOHは潮解性があるので、水吸って溶けます。 潮解性があるものは。純粋なリン酸。P4O10、P2O5、NaOH、KOH、CaCl2,フェノールです。 フェノールと純粋なリン酸、KOHはキケンなので使えませんが、他のものは乾燥剤に使えます。 「ラブライブ!」のリンちゃんは、ボーイッシュでちょっとぽっちゃりしているので気にしています。そこがかわいいのに。ペンこママがスイカをすすめても、ダイエット中だから体重が増える!といって食べません。炎天下なのに軽くランニングしてきました。
第1章 無機物質の性質 ⑤アルカリ金属
2つのナトリウム炭酸塩
Na2CO3は加熱しても分解しませんが、HClを加えるとCO2を発生します。炭酸の方が弱酸なので、弱肉強食で、負けて出てくるからです。 塩基性です。これも弱肉強食で、Naの方が強いアルカリだからです。 ソーダ灰とも呼ばれ、ガラスの材料です。SiO2の融点を下げる役割をします。 NaHCO3は、加熱すると分解します。CO2がポコポコ出てくるので、ふくらし粉に使います。重そうとも呼びます。HClを加えるとCO2を発生します。この点は炭酸ナトリウムと同じ、炭酸の方が弱酸だからです。でも、Hがある分だけ、Na2CO3より弱い塩基性です。H+が酸性にかたむけてしまうからです。
第1章 無機物質の性質 ⑤アルカリ金属
重そうとしての使い方
NaHCO3は、水に溶かすとおそうじにも使えます。濃度が濃いと沈殿しますが、ある程度は水に溶けます。弱塩基性だからタンパク質を溶かします。pHがくずれると、タンパク質の形のバランスがくずれるからです。 「マッシュ」の主題歌、いちど聞いたら、耳を離れませんでした。すごい歌?いや、ラップ?鏡よ鏡こたえちゃって~。
第1章 無機物質の性質 ⑤アルカリ金属
炭酸ナトリウムの水和物
炭酸ナトリウム+水和物 NaCO3・10H2Oは、無色の結晶で、せんたくソーダとよばれます。重そうよりやや強い塩基性です。重そうよりタンパク質汚れに強いです。ほっとくと風解して、水和している水が少なくなり、NaCO3・H2Oとなります。 Na2CO3・NaHCO3・2H2Oは、セスキと呼ばれ、はやってます。重そうとせんたくソーダの中間です。なぜセスキかというと、ラテン語で1、5のイミなので、Naが2とNaが1で平均すると1、5だからです。
第1章 無機物質の性質 ⑥アルカリ土類金属
アルカリ土類金属
ベリリウムとマグネシウムは、昔はアルカリ土類金属には入っていませんでした。新課程で入りました。 ベリリウムとマグネシウムは、常温の水とは反応しないからです。これ以外は、アルカリ金属と性質が似ています。アルカリ金属ほどは激しくないけれど、常温の水と反応するし、大きくなるほど反応性が高いです。アルカリ金属と同じ理由で、中心の+から最外殻電子が遠くなるので、電子が飛び出しやすくなるからです。 最近は、町内会のみこしかつぎも、人手不足なんですかねー。ちびっ子の手もかりないといけなくなりました。
第1章 無機物質の性質 ⑥アルカリ土類金属
酸化カルシウム、NOとNO2
CaOは生石灰と呼ばれます。水えお加えると、生きてるみたいに発熱しながら反応するから、とおぼえましょう。(ほんとは、まだ水を加える生のままだから、だそうです。)水を加えるとCa(OH)2になります。Ca(OH)2の方が安定だから、発熱反応となるのです。発熱剤として使います。 あの、有名な駅弁、ひもひっぱるとあったまる牛タン弁当は、この原理を利用しています。
第1章 無機物質の性質 ⑥アルカリ土類金属
水酸化カルシウム
水酸化カルシウムCa(OH)2は、白い粉末で、消石灰と呼ばれます。生石灰CaOに水を加えて、熱を消すからです。Ca(OH)2になると、水を加えても発熱しないです。 飽和水溶液を石灰水と呼びます。水に溶けにくいので、飽和するくらいでないと、たくさんは溶けません。CO2を通じると、にごります。それは、白色沈殿CaCO3ができるからです。しかし、さらにCO2を過剰に通じると、炭酸水素カルシウムCa(HCO3)2となって、再び溶けます。これを加熱すると、再びCaCO3が沈殿します。これは、鍾乳洞ができるしくみです。
第1章 無機物質の性質 ⑥アルカリ土類金属
炭酸カルシウム・硫酸カルシウム・塩化カルシウム
CaCO3はチョーク材料です。石灰岩、大理石、貝がらからとれます。HClと反応するとCO2が出てきます。炭酸は弱酸だから、負けて出てくるのです。まずは炭酸H2CO3がでてきますが、H2CO3は不安定なので、すぐCO2とH2Oに分解します。 強熱するとCaOとCO2になります。高温では、自由に動けるCO2の方が安定だからです。 CaSO4は、天然でセッコウCaSO4・2H2Oの形で算出されます。板状結晶で、さばくの薔薇などと呼ばれます。さばくで薔薇が咲いたような形で見つかるからです。カッコいいですね!100℃で加熱すると、焼きセッコウCaSO4・1/2H2Oになります。水和している水が減って、2つのCaSO4で1つのH2Oを共有している形です。セッコウ像に使います。針状結晶で、型に流し込み、水を加えると再びセッコウになって固まります。 CaCl2は、融雪剤に使います。電離するので凝固点降下が起こり、雪が溶けます。乾燥剤にも使います。潮解性(水すって溶ける)があるからです。
第1章 無機物質の性質 ⑥アルカリ土類金属
ヒートパック
CaOは塩基性酸化物だから、水と反応してアルカリになります。 ヒートパックはCa(OH)2とアルミニウムで錯体を作る、このときの反応熱は大きいのでお湯ができます。 ただし、アルミニウムの酸化反応による発熱です。Alの酸化エネルギーが大きいのです。 アルミニウムは両性金属なので、酸にもアルカリにも溶けます。 ミルクボーイのM1優勝のときのコーンフレークネタは、おもしろかったです!笑いました。史上最高点をたたき出しました。一発屋のカンジがするけども、キャラがいいから、この2人がパーソナリティしてるラジオ聞いてます。なんか、なごむんですよね。
第1章 無機物質の性質 ⑥アルカリ土類金属
水酸化バリウムと硫酸バリウム
Ba2+は硫酸で白色沈殿をつくります。→第1編 X線の吸収力が大きいので胃のレントゲンに使います。今はもう、胃カメラ主流ですけどネ。
第1章 無機物質の性質 ⑥アルカリ土類金属
水酸化マグネシウム・硫酸マグネシウム・炭酸マグネシウム
マグネシウムは、昔はアルカリ土類金属に入れてもらえませんでした。 水酸化マグネシウムMg(OH)2は、弱塩基性です。水にはほとんど溶けず、沈殿します。 硫酸マグネシウムMgSO4は、水に溶けますが、炭酸マグネシウムMgCO3は、沈殿する。炭酸は、アルカリ金属以外はだいたい沈殿します。
第1章 無機物質の性質 ⑦1・2族以外の典型金属元素
アルミニウム
Alは、めずらしく3価になる金属で、いろいろ個性的な特徴があります。 Alは空気中では被膜をつくるので、すぐには酸化しませんが、酸化します。不動態をつくるので、熱濃硫酸には溶けません。 常温の水とは反応しませんが、高温の吸い住基とは反応します。 両性元素(両性金属)なので酸にも塩基にも溶けます。→第1編
第1章 無機物質の性質 ⑦1・2族以外の典型金属元素
アルミニウムの用途
Alは1円玉にも使っていますが、ジュラルミン合金は飛行機に使われます。AlとCuが主な成分です。Mgを加えます。 また、テルミット反応を使ってレールの溶接に使います。アルミニウムは、常温ならば酸化被膜をつくってなかなか反応しないのですが、高温にすれば被膜がとりのぞかれ、アルミナとなります。アルミナはとても安定なので、アルミナになるために激しく燃えます。 酸化鉄を加えると、酸素をうばいます。高温なので、接合したい鉄の表面も溶けるし、酸化鉄から鉄ができて溶接部に流れ込み、酸化アルミニウムが表面をおおいます。
第1章 無機物質の性質 ⑦1・2族以外の典型金属元素
酸化アルミニウム・水酸化アルミニウム・ミョウバン
アルミニウムは、ボーキサイト」からアルミナをつくってからつくります。アルミナとは、酸化アルミニウムのことです。 両性酸化物なので酸にも塩基にも溶けます。水酸化物に、OH-を過剰に入れたら溶けるもので、おぼえましたね。→第1編 結晶に不純物を入れると、ルビーやサファイアになります。→第1編ルビーはクロムイオン、サファイアは鉄イオンやチタンイオンが入ります。 水酸化アルミニウムは白いゲル状沈殿。OH-を過剰に加えるとまた溶けます。→第1編 硫酸カリウムアルミニウム12水和物は、ミョウバンといいます。水に溶かすとAl3+、K+、SO42-イオンに電離します。 2つのイオンのドッキングしたものを複塩といいます。つけもののなすの色を保つために使います。
第1章 無機物質の性質 ⑦1・2族以外の典型金属元素
ミョウバンのおぼえかた
ミョウバン、ややこしいから、覚え方考えてみました。ドラゴンクエスト風に。
第1章 無機物質の性質 ⑦1・2族以外の典型金属元素
スズと鉛
スズも、両性金属。4価なので、+4が安定ですが、+2もわりと安定です。重い金属なので、電子4つのうち2コを中心に引きつけるのです。 ブリキは、鉄にスズを塗ったメッキです。→第1編 銅との合金は青銅です。無鉛はんだは銀、銅、すずの合金。融点が低いです。はんだは鉛、すずの合金、鉛が毒なのですたれています。 鉛も、両性金属。4価ですが、+2の方がむしろ安定です。スズ以上に重いので、電子4コのうち2コを、さらに引きつけるからです。 たいがいのイオンと沈殿をつくります。酸化物は様々な色を出すので、顔料としても使います。でも、鉛は毒なのでこれもすたれています。 昔は、炭酸鉛がおしろいに入っていたので、フランス人貴族や歌舞伎役者が知らずに使って、健康を害してました。 「薬屋のひとりごと」でも出てきましたね!