自然現象の解説

身近な“重曹”の正体とは?炭酸水素ナトリウムを実験で徹底解説!

重曹って何?実は“炭酸水素ナトリウム”なんです!

キッチンの掃除やお菓子作りなど、私たちの生活に欠かせない白い粉「重曹」。

実はこれ、化学の世界ではちょっと難しい名前で呼ばれているんです。それが――炭酸水素ナトリウム(NaHCO₃)!

化学式を見ると、炭素(C)、水素(H)、酸素(O)、ナトリウム(Na)という4つの元素からできています。

少し難しそうに感じるかもしれませんが、この記事ではこの“重曹”の正体や性質を、実験と一緒にわかりやすく紹介していきます!

重曹を加熱するとどうなる?熱分解の不思議

炭酸水素ナトリウムを試験管に入れて加熱すると、白い粉から泡が出て、試験管の内側には水滴がつきます。

これは化学変化(物質が別の性質をもつ物質に変わること)が起きているサインです。

🔥 化学式で表すと…

炭酸水素ナトリウムの熱分解反応式:2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + H₂O + CO₂
  • NaHCO₃:炭酸水素ナトリウム(元の物質)
  • Na₂CO₃:炭酸ナトリウム(新しくできる白い粉)
  • H₂O:水(試験管の口に現れる水滴)
  • CO₂:二酸化炭素(泡の正体)

💡 なぜ泡が出るの?

加熱によって、炭酸水素ナトリウムの分子が分解され、より安定した形に変化します。

そのときに発生する二酸化炭素が、泡となって目に見えるのです。

レモン果汁でシュワシュワ?酸と塩基の反応!

重曹にレモン果汁をかけると、しゅわしゅわと泡が出てきます。

これは「酸と塩基の中和反応」が起こっているからです。

レモンには「クエン酸」という酸が含まれており、水に溶けると水素イオン(H⁺)を出します。

一方、重曹は弱いアルカリ性(塩基)。

この2つが反応すると、水(H₂O)と二酸化炭素(CO₂)が発生します。

🔬 化学式で見ると…

炭酸水素ナトリウムと酸の中和反応:NaHCO₃ + H⁺ → Na⁺ + H₂O + CO₂

この反応は、お風呂の炭酸入浴剤や、お酢と重曹を使ったナチュラルクリーニングにも応用されています。

身近な泡の正体が、実は化学反応だったなんて、面白いですよね!

発生した気体と液体を調べてみよう!

🌫️ 気体の正体は…二酸化炭素!

加熱や酸との反応で発生する泡の正体は二酸化炭素(CO₂)です。

目に見えない気体ですが、次のように調べることができます。

✅ 石灰水テスト

石灰水(水酸化カルシウム水溶液)にCO₂を通すと、以下の反応が起こり白く濁ります。

石灰水に二酸化炭素を通すと白くにごる反応:Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O

※「↓」は沈殿ができることを表します。

💧 液体の正体は…水!

加熱によって出てくる水は、次のように確認できます:

✅ 塩化コバルト紙テスト

青色の塩化コバルト紙が水分に触れると、ピンク色に変化します。これは、塩化コバルトが水と結びついて「水和物」になるためです。

※塩化コバルト紙は実験器具の一種なので、使用時は大人や先生の指導を受けて行いましょう。

H2: 炭酸水素ナトリウムの性質とは?

🧪 弱アルカリ性の水溶液

炭酸水素ナトリウムは、水に溶けると弱アルカリ性を示します。

これは、NaHCO₃の一部が水と反応し、水酸化物イオン(OH⁻)を生じるためです。

反応式はこちら:

炭酸水素ナトリウムが水に溶けて電離する反応式:NaHCO₃ + H₂O ⇌ Na⁺ + OH⁻ + H₂CO₃

pH(ペーハー)で見ると…

pH7未満pH7pH7超
酸性
(レモン、酢など)
中性
(純水)
アルカリ性
(石けん水など)

重曹水のpHはおよそ8〜8.5。この性質を活かして、台所の油汚れ(酸性)を中和して落とすことができます。

💥 酸と反応して“弱酸の遊離”

強い酸(例:塩酸)を加えると、重曹は以下のような反応をします👇

炭酸水素ナトリウムと塩酸の反応:NaHCO₃ + HCl → NaCl + H₂CO₃
H₂CO₃ → H₂O + CO₂(二酸化炭素が発生)

このように、一度「炭酸(H₂CO₃)」という弱い酸が生じ、それがすぐに水と二酸化炭素に分解されます。

これを弱酸の遊離といいます。この性質を活用して、ベーキングパウダーにも応用されているんですよ。

【まとめ】重曹は身近でおもしろい万能化学物質!

  • 重曹の正体は炭酸水素ナトリウム(NaHCO₃)
  • 加熱すると二酸化炭素と水が発生(熱分解)
  • 酸性の液体と反応すると泡が出る(中和反応)
  • 弱アルカリ性で、掃除や料理に便利!
  • 入浴剤やベーキングパウダーにも活用される万能素材!

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