Q150★ Q34 で、炭酸水に砂糖や塩を入れると泡がたくさん出てくるとありますが、実験してみると重曹を入れると、砂糖や塩を入れた時よりもたくさんの泡が出てきましたが、それはなぜですか? 重曹は酸性の液体と反応して二酸化炭素を発生すると書いてありましたが、炭酸水も酸性なので反応して二酸化炭素が発生するのですか?

  
それはね…

Q34にあるように、炭酸水は圧力をかけて二酸化炭素をたくさん水に溶け込ませたものです。サイダーなどの炭酸水には4倍くらいの体積の二酸化炭素が溶けています。ふたを取って圧力が下がると、溶けきれなくなった二酸化炭素が気体になって水から出ていくので、たくさんの泡が発生します。その時、重曹や砂糖、塩などの粒があると、それがきっかけになって泡が発生しやすくなります。取り出したばかりの表面のざらざらした氷の上に炭酸水を注ぐと激しく泡が出るのも同様です。

一方、重曹(炭酸水素ナトリウム)はクエン酸や塩酸、硫酸、硝酸などの酸と反応すると炭酸になるので二酸化炭素が発生します(少し難しいかもしれませんが、中学生の質問コーナーQ86Q126に詳しい説明がのっています)。

では、今回の場合はどうでしょうか? 重曹を入れると砂糖や塩を入れたときに比べて泡がたくさん出るのは、重曹の粒が泡を作りやすいのでしょうか、それとも炭酸水と反応しているのでしょうか? それを調べるために、次のような実験をしてみてはどうでしょうか。

炭酸水の入ったコップを2つ用意します(100mLずつくらいでいいと思います)。
それぞれのコップに
(1) 重曹の粉を入れる(小さじ1杯程度)。
(2) (1)と同じ量の重曹を水に溶かしてから入れる。

どうでしたか?

(1)の方からだけたくさん泡が出てきのではないですか? 炭酸水も酸(弱い酸)ですが、重曹(炭酸水素ナトリウム)と混ぜても重曹を炭酸にすることはできないので、クエン酸や塩酸のように二酸化炭素を発生することはありません。

重曹と砂糖や塩を比べてみると、重曹の方が粒が細かくないですか? 粒が細かかったり表面がざらざらしたりする方が泡が発生するきっかけになりやすいようです。

塩の大きな固まりと細かい粉状にしたものの違いや、表面がざらざらの氷と少し溶かして表面がつるつるした氷の違いなども調べてみてはどうでしょうか?

塩の大きな固まりと細かい粉状にしたものを炭酸水に入れた時の違いや、表面がざらざらの氷と少し溶かして表面がつるつるした氷を炭酸水に入れたときの違いなども調べてみてはどうでしょうか?
きっと、よいヒントが得られると思います。

(KN, TO & SO) 2008/08/15