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December 13, 2008

pH指示薬のpKa

テストが終わった。
1、2年については後期中間、3年については後期期末テストという位置づけである。3年だけ、しばらく前に後期中間をやったのである。そういう日程にした理由などについては、ここでは触れない。

3年化学IIの最後の問題。オリジナルである。

ブロモフェノールブルーというpH指示薬のpKaは4.0である。この指示薬を、安息香酸ナトリウム水溶液に滴下したとき、酸性色を示すか塩基性色を示すか。根拠と共に答えよ。
ブロモフェノールブルーなどという指示薬はまったくなじみのないものであるし、またpH指示薬を弱酸(または弱塩基)として見るといったことがらについては、授業では扱っていない。生徒たちは考え込んだだろう。正答率も低かった。 ただし、pKaという概念については緩衝液のところで出てきており、水溶液のpHがその物質のpKaと一致するときにその物質がどのような解離状態にあるかの議論はしてある。そして、もちろん塩の加水分解についてはきちんと話をしてある。だから、よく考えれば解けるはずなのだ。

試験の解説にあてるのは1コマだけで、簡単なものにならざるを得ない。
そうしたら、授業のあとに生徒が来て、これが分からないから教えてくれという。こういう質問はうれしいもので、少していねいに説明した。

「そうか、この問題は、2つことがわからないといけないんですね!安息香酸が弱酸で水酸化ナトリウムが強塩基だから、安息香酸ナトリウムの水溶液は塩の加水分解で塩基性を示すということと、ブロモフェノールブルーのpKaが4.0だということは、pH4.0でちょうど半分解離している、だからそこが変色域になってる。pH4は酸性だから、ブロモフェノールブルーはそれより塩基性側の水溶液に滴下されれば、塩基性色を示す。わかった!」

そう、そういう、わかった感は、気持ちいいでしょ。
この生徒は、私の出身校の化学系学科を第一志望にしている。あとしばらくの間、勉強、がんばれよ。

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