化学反応式の覚え方:酸化、還元、化合、分解
今回は化学反応式の覚え方を紹介します。化学反応式を扱えるようになると、どの分子と分子が結合して新しい分子になるのかが自分の手で書けるので、化学についての理解が大きく深まります。
化学反応式について書く前に、言葉の定義を確認します。
- 元素：物質を構成する基本的な成分。
- 原子：物質を細分化した時の最小単位の粒子、物質の根源の成分で元素を実体化させたと考えるとよい。
- 分子：2つ以上の原子から構成される物質。
■結論から言えば・・・
元素と原子が分かりにくいですが、物質を構成する根源の概念が元素、実際に構成する最小単位の粒子が原子となっています。 それでは化学反応式のポイントを挙げていきます。
個別の化学式を覚える。水素ならH2、水ならH2Oなどです。
どんな生成物ができるかを覚える。
化学反応は酸化、還元、化合、分解がある。
それでは、ポイント3に従ってそれぞれの反応を見ていきましょう。
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①酸化
酸化とは、物質が酸素とくっついて新たな化合物ができることで、物を燃やす時も酸化反応が起きています。 BBQの炭を燃やした時を考えてみましょう。炭は炭素ですから化学式はCですね。 まずは、化学反応を文字であらわすと 「炭素 ＋ 酸素 → 二酸化炭素」になります。
次にこれを化学式に置き換えて書くと、 「C＋O2 → CO2」となります。これが今回のテーマの化学反応式になります。化学反応式と聞くと難しく聞こえるかもしれませんが、上のように化学式を組み合わせるだけで簡単に作ることができます。
ここでポイントになるのが矢印の両側のCとOの数が同じにならなくてはなりません。 矢印の右側も左側もどちらもＣが1個、Ｏが2個で同数になっていますね。 では次に水素を燃やす化学反応式を書いてみましょう。
■結論から言えば・・・
水素を燃やす：水素 ＋ 酸素 → 水
化学反応式：2H2 + O2 →2H2O
上のように、水素と水の化学式の左側に2が書いてあるのが分かります。
この数字は係数と呼ばれ矢印の両辺を同数にするために着けられます。
「水素 ＋ 酸素 → 水」の式をそのまま化学反応式に直すと「H2 + O2 →H2O」になりますが、両辺のＨとＯの数を数えてみて下さい。
左にはＨが2個、Ｏが2個なのに、右にはＨが2個の、Ｏが1個しかありません。この場合化学反応式は成立していないので両辺の原子の数を合わせるためにある工夫をします。 まず足りていないＯの数を合わせましょう。
右辺を2倍すれば「H2 + O2 →2H2O」になりＯの数がそろいました。 しかし今度はＨの数が合わなくなってしまったのでH2の左に2をかけまず。 そうすると上で示した「2H2 + O2 →2H2O」が完成します。 このような手順で少し複雑な化学反応式を書くことができます。
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②還元
還元とは物質から酸素を取り除くことで、酸化とは真逆のイメージです。 酸化銅と水素を反応させると、酸化銅が還元され酸素が外れ銅ができます。 この反応を文字で表すと「酸化銅 ＋ 水素 → 銅 ＋ 水」になり、「CuO + H2 → Cu + H2O」
③化合
2つ以上の物質がくっつき新しい生成物ができること。酸化も広い意味でとらえれば化合と呼べます。 鉄と硫黄を反応させると硫化鉄になりますが「 鉄 ＋ 硫黄 → 硫化鉄」を化学反応式で表すと「Fe + S → FeS」です。これは係数を書く必要がないので簡単な化学反応式ですね。
④分解
１つの物質が、２つ以上の物質に分かれる反応のことで化合と真逆のイメージです。 プラモデルの部品同士を接着剤でくっつけることを「化合」、完成したプラモデルを部品に戻すことを「分解」とイメージしましょう。
炭酸水素ナトリウムは加熱すると分解しやすく「炭酸水素ナトリウム → 二酸化炭素 ＋ 水 ＋炭酸ナトリウム」という反応式が書け、化学反応式は 「2NaHCO3 → CO2 + H2O + Na2CO3」になります。
長い式ですが、これも両辺の原子の数があっていますね。 以上が、化学反応式の基礎なのでしっかりと覚えておいてください。化学反応式に出てくる化学式もいろいろな種類があるのでしっかりと覚えておきましょう。
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