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2023/8/14

kenta 第8回 中学生医学けんた君の生命科学等についての質問

身の回りの水溶液〜酸性?アルカリ性?

by Kohji Kasahara
けんた君
中学生
医学けんた君

ざわこ先生、水溶液って何ですか?

zawako
上北ざわこ先生

簡単に言うと
「物質が水に溶けて液体になっているもの」です。
例えば、塩水や砂糖水がありますね。

zawako
上北ざわこ先生

突然ですがクイズです!
次のビーカーには、水溶液が入っています。
これは、塩水でしょうか?砂糖水でしょうか?どうすれば分かりますか?

液体
けんた君
中学生
医学けんた君

簡単!なめてみて、しょっぱかったら塩水、甘かったら砂糖水です。

zawako
上北ざわこ先生

では、もし選択肢が無くて、
「これは何が溶けているでしょうか?」と質問されたらどうでしょう?
名前が書かれていない無色透明な液体は、何が溶けているか分かりませんね。なめても安全な液体なのかどうかも分かりません。

けんた君
中学生
医学けんた君

では、どうすればいいんだろう?

zawako
上北ざわこ先生

その場合は、水溶液の性質を調べると何か分かるかもしれません。

けんた君
中学生
医学けんた君

水溶液の性質?

zawako
上北ざわこ先生

たとえば、料理で使うお酢が溶けていたら、においをかげば、分かるかもしれませんね。
また、塩水は電気を通すけど、砂糖水は電気を通さない、という性質があります。

酢・塩水・砂糖水

そこで今回のテーマ、「酸性、中性、アルカリ性」についてのお話になりますが、これも水溶液の性質の一つです。

医学けんた君
中学生
医学けんた君

家で使っている洗剤で、「酸性洗剤」や「アルカリ性洗剤」という言葉は見たことはあります!

zawako
上北ざわこ先生

そうですね。お風呂場の鏡や蛇口についた水あかは酸性洗剤につけると落ちます。
また、換気扇の油汚れや服の皮脂汚れはアルカリ性洗剤や重曹で落ちますね。


スプレー、電池

それから「アルカリ電池」って言葉は聞いたことある?
アルカリ電池は大きな電流が流れるモーターなどの機器に向いてます。それに対してマンガン電池は、消費電力の少ない時計などの機器に向いてます。

zawako
上北ざわこ先生

アルカリ電池には、アルカリ性の水酸化カリウム水溶液が入っていて、
マンガン電池には、弱酸性の塩化亜鉛水溶液が入っているのよ。

医学けんた君
中学生
医学けんた君

電池といえば、先日、
久しぶりに幼い頃に遊んでいた「電池で動くおもちゃ」のスイッチを入れてみたところ、
まったく動かなくて、電池のところを確認すると白い粉状のものがついていました。
あれってどういうことになっているのでしょうか。

zawako
上北ざわこ先生

それは、電池の中にある水溶液がもれ出て、乾燥したことによって水溶液に溶けていたものが電池の表面に張り付いてしまったものよ。

液もれしてしまった電池はもう使えません。危険性もあるので速やかに正しく廃棄処分*したほうがいいですね。

* アルカリ電池の白い粉は、非常にアルカリ性の強い水酸化カリウムという物質で、さわると化学やけどをする危険性があります。また、粉が目に入った場合は失明の危険性もあります。手についてしまった場合はしっかりと洗い流してください。目に入った場合はこすらず大量の水道水で洗い流し、すぐに医師の治療を受けてください。

白く結晶化してしまった粉は飛び散らないようにティッシュやウェットティッシュ(数枚重ねる)などで取り除き、正しく廃棄(※各市町村の指示に従って処分)しましょう。

医学けんた君
中学生
医学けんた君

先生、「酸性雨」という言葉も聞いたことあります!

zawako
上北ざわこ先生

「酸性雨」は、工場や自動車から排出される硫黄酸化物や窒素酸化物による大気汚染によっておこる環境問題として問題視されていますね。硫黄酸化物などが溶け込んだ酸性雨が降ることで土壌が酸性化し、植物の生存に必要なカルシウムやマグネシウムが溶けだしてしまい、植物の生育が悪くなります。

医学けんた君
中学生
医学けんた君

先生、「酸性」や「アルカリ性」などは、どうやってわかるのですか?

zawako
上北ざわこ先生

「pH(ピーエイチ)」という水素イオン濃度指数で分類されます。

pH7は中性、それよりpHの値が下がっていくと酸性上がっていくとアルカリ性です。


水のpHは7ですが、空気中の二酸化炭素が十分に溶け込むと炭酸水と呼ばれpHが5.6付近まで下がります。さらに先ほど説明しました工場や自動車からの排気ガスが溶け込んで酸性雨となり、平均4.8のpHを示すと言われています。
またアルカリ電池に入っている水酸化カリウムはpH14と非常に強いアルカリ性を示すことがわかります。

pHについて
zawako
上北ざわこ先生

たとえばpHが7から6に下がると、水素イオンH+濃度は10倍上がります。またpHが6から5に下がると、水素イオンH+濃度はさらに10倍上がります。つまりpHが7から5に下がると、水素イオンH+濃度は100倍上がるということです。

医学けんた君
中学生
医学けんた君

そのほかの身の回りにある水溶液のpHはどうなっているのかな?

zawako
上北ざわこ先生

身の回りにある水溶液のpHを予想してみましょう!

飲食関係
レモン果汁、食酢、白ワイン、食塩水など
掃除洗濯関係
重曹水、トイレ用酸性洗剤、弱アルカリ性洗剤、塩素系漂白剤など

ヒント①:酸性の水溶液はなめると「すっぱい」という特徴があります。
ヒント②:重曹はアルカリ性洗剤と同じ目的で使用されます。

医学けんた君
中学生
医学けんた君

ヒントから考えると「レモン果汁」はすっぱいから、酸性かな?
しょっぱい食塩水はどこに分類されるのだろう?
「重曹」がアルカリ性洗剤と同じ目的ということはアルカリ性かな?

zawako
上北ざわこ先生

「リトマス試験紙」を用いると色の変化で、酸性・アルカリ性が分かります。

(青から赤に変化:酸性、赤から青に変化:アルカリ性)

でも、「リトマス試験紙」ではpHの値までは知ることはできません。


pHの値を知りたい場合は「pH試験紙」や「pHメーター」などを利用します。

より正確な数値を調べる場合には、「pHメーター」で測定します。
(中学校、高等学校での理科の実験で使います)

身の回りの酸性、アルカリ性
身の回りの酸性、アルカリ性

zawako
上北ざわこ先生

さて、今まで、生活の中のいろいろな水溶液を見てきましたが
じつは、私たちの身体の中もpHをはかることができます。
身体の中は場所によって、酸性またはアルカリ性に違いがあり、それぞれ決まった値で保たれているの。

  • 酸性:胃液(1〜3)、皮フ(4.5〜6)、母乳(6.6~6.8)、尿(6~6.5)
  • アルカリ性:血液(7.3~7.4)、涙(7.3~7.7)、羊水(7~8.5)
胃液は酸性
私たちの胃の中は酸性に保たれています。食べ物を消化する酵素は、酸性で働くからです。
胃
血液は弱アルカリ性
腎臓は栄養素の代謝に伴い作られる酸を尿として放出しています。よって腎臓の働きが悪くなると体内が酸性に傾いた状態「アシドーシス」になり、免疫力が低下して、さまざまな病気を引き起こす危険性が出てくると言われています。
腎臓
医学けんた君
中学生
医学けんた君

僕たちの身体の中は、重要な役割のためにバランスよくpHが保たれているんだなぁ。