ナトリウム

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焚き火の跡地で土が硬くなっていることに気付いたのがきっかけで土器が発明され、

今日のセラミックスへと発展してきました。

焚き火のときには、木が燃えて灰ができます。

その灰が土と混ざって固まりできたのがガラスです。



学ぶ項目を、ステップを細かく分けて一覧にしました。

「この項目は大丈夫だな。」と思うものは飛ばしてもらって結構です。

自分に必要な項目だけを学べば良いでしょう。

カッコ内は、文部科学省の学習指導要領に従った、目安となる履修学年です。



【ガラス】・・・地面で焚き火をしている時に、偶然、発見しました。


(01)
ガラス(高2)・・・ケイ酸塩を主成分とする、硬くて透明な物質です。

(02)
二酸化ケイ素(高2)・・・土の主成分です。 融点1650℃。

(03)
炭酸カリウム・・・陸上植物灰の主成分です。 融点が891℃で、二酸化ケイ素の融解をアシスト。

(04)
カリ石灰ガラス(カリガラス)・・・炭酸カリウム、炭酸カルシウムを含むガラスです。

(05)
炭酸カルシウム(高2)・・・ケイ酸カリウムが水に溶けやすいので、混ぜておきます。

(06)
問題発生・・・人口増加や製鉄業の発達により燃料用に森林が伐採され、カリウムが得にくくなった。

(07)
炭酸ナトリウム(高2)・・・カリウムの代わりに、ナトリウムを使うか!

(08)
海藻灰・・・炭酸ナトリウムは水生植物灰の主成分です。 融点は851℃。

(09)
ソーダ石灰ガラス・・・炭酸ナトリウム、炭酸カルシウムを含むガラスです。



【ルブラン法】・・・炭酸ナトリウムを大量に生産する方法はないものだろうか?


(10)
ニコラ・ルブラン・・・フランスの化学者です。 1791年に「ルブラン法」を開発しました。

(11)
ルブラン法・・・塩化ナトリウムから炭酸ナトリウムを合成する方法です。

(12)
硫酸水素ナトリウム・・・ハイヤーンが塩酸を得たときの、もう1つの生成物です。

(13)
硫酸ナトリウム・・・硫酸水素ナトリウムの熱分解により生成します。

(14)
硫化ナトリウム・・・硫酸ナトリウムとコークスによる酸化還元反応で生成します。

(15)
炭酸ナトリウム・・・硫化ナトリウムに石灰石(炭酸カルシウム)を加えて加熱すると生成します。

(16)
問題発生・・・副産物の硫化カルシウムから硫化水素が発生して、酸性雨の原因になります。



【ソルベー法】・・・ルブラン法を改良して、環境にやさしい炭酸ナトリウム合成法を目指します。


(17)
エルネスト・ソルベー・・・ベルギーの化学者です。 1861年に「ソルベー法」を開発しました。

(18)
ソルベー法(高2)・・・ルブラン法に代わる炭酸ナトリウム合成法です。

(19)
塩化ナトリウム(高2)・・・原材料として、塩化ナトリウムより高価なものでは意味がありません。

(20)
ナトリウムイオン・・・炭酸ナトリウムを造るのに必要なものです。

(21)
塩化物イオン・・・これは、別に必要なものではありません。 どうやってなくしましょう?

(22)
アンモニア(高2)・・・この発想に至った思考回路は、どんなものだったのだろう?



【炭酸水素ナトリウム】・・・ソルベー法の途中で得られます。 こちらも用途が広いです。


(23)
ベーキングパウダー・・・熱分解により発生する二酸化炭素が生地を膨らませます。

(24)
入浴剤・・・皮膚から吸収された二酸化炭素が毛細血管を拡張し、血流を良くします。

(25)
消火器・・・粉末自体が火を覆って消し、かつ、分解物として、消火力を持つ CO2 と H2O が発生。



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