こんにちは！ばっしーです！(^^)/
２年生の化学分野も今回で最後です＼(^o^)／
前回の化学反応式はできるようになったでしょうか？
今回の内容は、前回の化学反応式をもとに
質量について深く考えていくところです(^^)
一緒に載せている学習プリントのKYD！(これさえやっときゃー大丈夫！)プリントも、ぜひ取り組んでみてくださいね(^^♪
質量保存の法則
質量保存の法則とは
化学反応の前後で質量は変わらないという法則です。
例えば３ｇのマグネシウムと、２ｇの酸素を反応させると
５ｇの酸化マグネシウムができる
ということです(^^)/
では、実際にそうなるのか
塩酸と炭酸水素ナトリウムを使って実験してみましょう(^^)/
うすい塩酸と炭酸水素ナトリウムの化合
実際に実験してみましょう＼(^o^)／
容器の中に、小さい容器を入れます。
容器の中には炭酸水素ナトリウムを入れます。
小さい容器の中にはうすい塩酸を入れます。
以下には写真も載せていますが、見づらいところもあったので
図でも載せときます(^^;)
こんなイメージ！
写真のように、ふたをしっかり閉め、質量をはかります(^^)
59.7ｇですね！
次に、この容器を傾け、小さい容器に入った塩酸をこぼします！
こぼれると、炭酸水素ナトリウムと混ざり、ブクブクと気体が発生し始めます
反応し終わった容器は、さわった感じパンパンです( ﾟДﾟ)
再び質量をはかってみると…
やっぱり59.7gｇですねΣ（・□・；）
このように、化学反応の前後では、質量は変わらないのです(^^)/
ちなみにふたを開けてみると、『プシュッ』と音がします。
気体が逃げていったんですね(^^)
パンパンだった容器は元に戻り、
質量をはかると…
はい！軽くなっています(^^)
気体が逃げた分、0.2ｇ軽くなりました
空気にも結構な質量があるんですね～(*_*)
ちょこっと余談
余談というか補足です(^^)/
この実験では、気体が発生しますが
何という気体が発生したか分かりますか(・・?
炭酸水素ナトリウムと塩酸が混ざっています！
NaHCO₃とHClの反応ですよ(^^)/
化学反応式を作ってみてください！
NaHCO₃ ＋ HClですよね？
何が出来そうですか？？
では、正解です！
この化学反応を化学反応式を作って書くと
NaHCO₃ ＋ HCl → NaCl ＋ H₂O ＋ CO₂
となり、できるのは
塩化ナトリウムと水と二酸化炭素
ということが分かりますね!(^^)!
先ほどの気体は、二酸化炭素だったのです
そして反応後の液体は、食塩水だったのです(^^)/
銅粉を加熱する実験
この実験では、銅を加熱し、酸素と化合させます。
加熱することで、銅 ＋ 酸素 → 酸化銅
2Cu ＋ O₂ → 2CuOの反応を起こすわけです(^^)
始めの銅粉の質量をはかります。
続いて銅粉を加熱します(^^)/
色が変わればＯＫです！
銅が酸化銅に変わりました(^^)
できた酸化銅の質量をはかります。
と、このような感じで、銅粉の質量を0.2g、0.4g、0.6g、0.8g、1.0g、1.2gと変えて
できた酸化銅の質量をはかります！
結果はこのようなグラフになりました＼(^o^)／
ただ、この実験、
本当はこんなにうまくいきません(^^;)
理由はいくつかあるのですが
銅が全て反応しきっていないということが大きいです(;^_^A
銅粉の量が増えれば増えるほど、内部まで酸素と化合しきらずに
酸化銅の質量が増えません。
人為的なミスなどもよくあり、この実験が完璧な値になることは、あんまりありません(;’∀’)
まあ、実験結果は誤差もあるものとして
理想の結果は先ほどの通り
こうなります(^^)/
この結果からわかることは
銅が0.8gのとき、酸化銅は1.0gできる
ということ！
では、酸素が何ｇ化合したか分かりますか？
正解は0.2gです(^^)
銅が0.8gで、酸素が0.2gなので、できる酸化銅が1.0gなのです(^^)/
比にすると、
銅：酸素：酸化銅は、４：１：５
となりますね(^^)
この質量比は
どこでやっても、いつやっても必ず４：１：５になります！
化合する質量の比は、決まっているのです。
マグネシウムから酸化マグネシウムをつくる
次は、銅の代わりにマグネシウムでやってみましょう！
マグネシウムから、酸化マグネシウムをつくる実験を行うと、結果は以下のようになります。
このグラフを読み取りましょう(^^)/
マグネシウムが1.2gのとき、酸化マグネシウムは何ｇできていますか？
答えは2.0gです！
マグネシウムが1.2g、酸化マグネシウムが2.0gなので
何ｇの酸素が化合していますか(・・?
答えは0.8gですね(^^)
では、マグネシウム：酸素：酸化マグネシウムの
質量比を求めてください!(^^)!
分かりましたか？
答えは３：２：５
ですね(^^)/
こちらも先ほどと同じで
化合する質量の比は決まっているので
どこでやっても、どんなときも
マグネシウム：酸素：酸化マグネシウムは３：２：５になります(^^)/
質量の比を使って分かること
先ほど
銅：酸素：酸化銅＝４：１：５
マグネシウム：酸素：酸化マグネシウム＝３：２：５
ということが分かりました！
ここで、問題です。
銅４ｇを十分に酸素と化合させると、酸素は何ｇ化合して、
酸化銅は何ｇできるでしょうか？
先ほどの質量の比
銅：酸素：酸化銅＝４：１：５を使いますよ(^^)/
分かりましたか(・・?
正解は酸素１ｇ、酸化銅５ｇです(^^)/
続いて、少しレベルアップ
マグネシウムを十分に化合させて、酸化マグネシウム1.0gつくるためには
マグネシウムは何ｇ必要で、酸素は何ｇ必要でしょうか？
先ほどの
マグネシウム：酸素：酸化マグネシウム＝３：２：５
を利用しますよ(^^)/
分かりましたか？
正解は
マグネシウムが0.6gで、酸素が0.4です(^^)/
では、もっとレベルアップします(^^;)
0.5gの銅を加熱し、酸素と化合させる。
0.6gになったところで加熱をやめた。
化合した酸素は何ｇで、できた酸化銅は何ｇで、未反応の銅は何ｇか？
使うのは銅：酸素：酸化銅＝４：１：５
ですね(^^)/
どうでしょう(・・?
難易度が高くなりましたが、よく出る問題です(;^_^A
この問題では、まず酸素から考えるのが良いでしょう(^^)
0.5gの銅に酸素が化合し、0.6gになっていますので
銅：酸素：酸化銅＝４：１：５より
化合した酸素は0.1gです(^^)/
酸素が分かれば、反応した銅と
できた酸化銅の質量がわかります
銅：酸素：酸化銅＝４：１：５なので
反応した銅は0.4g
できた酸化銅は0.5gとなりますね(^^)/
最後に未反応の銅について考えます。
実験後の物質は酸化銅と、未反応の銅ですね！
実験後の物質が0.6gで、酸化銅が0.5gなので
銅：酸素：酸化銅＝４：１：５より
未反応の銅は0.1gですね(^^)/
このような問題は何問かやってみるのが良いと思います！
KYD！プリントにも何問か載せていますので
ぜひやってみてください!(^^)!
KYD！プリント
質量保存の法則を理解する
塩酸と炭酸水素ナトリウムの実験から、
質量比を求める問題、
質量比から未反応を考える問題まで全て網羅しています＼(^o^)／
KYD！(これさえやっときゃー大丈夫！)プリント
ぜひご活用ください！(^^)/
【問題プリント】
KYD⑥ 化学反応前後の質量
【解答】
KYD⑥ 化学反応前後の質量 解答
KYD！(これさえやっときゃー大丈夫！)プリントの使い方については、私のオススメの方法を
KYD！プリントについて＆利用規約
に書いていますので、参考にしてください。
良いなと思ってもらえたら、人に紹介したり、ブックマークをして頂けると幸いです！
読んで頂きありがとうございました！(^^)/
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