化学的領域：粒子・化学変化・酸化還元・中和
化学的領域：粒子・化学変化・酸化還元・中和
この領域は、物質を粒子モデルで捉え、化学式・化学反応式・イオン・酸化還元・酸とアルカリの中和を、量的関係とともに問う。目に見えない粒子の個数と電荷を、式と計算で追うことが中心になる。
物質の構成と粒子
- 純物質は単体と化合物に分かれ、混合物は複数の物質が混ざったまま。原子は陽子・中性子・電子からなり、化学変化で原子そのものは分裂しない。
- 原子が電子を失うと陽イオン、電子を得ると陰イオン。イオン式では電荷の符号と数を必ず書く。
- 分子は原子が結びついた粒子。化学式は物質を構成する原子の種類と数を表す。
化学変化と酸化・還元
- 化学反応式は左辺と右辺で各原子の数をそろえる。密閉容器では反応前後の質量は保存される。
- 酸化は物質が酸素と結びつく変化、還元は酸化物から酸素を奪う変化。電子の授受で捉えると、酸化は電子を失う、還元は電子を得る。
- 酸化と還元は同時に起こる。還元剤・酸化剤の名称だけで判断せず、酸素や電子の移動を追う。
酸・アルカリと中和
- 酸性は水素イオン、アルカリ性は水酸化物イオンによる。pHは7が中性、7より小さいほど酸性、大きいほどアルカリ性。
- 中和は酸とアルカリが反応して塩と水をつくる変化。塩酸と水酸化ナトリウムなら HCl+NaOH→NaCl+H2O。
- 中和の量的関係は、酸・アルカリの価数と物質量で決まる。体積だけで判断しない。
例題
0.10mol/L塩酸50mLには0.10×0.050=0.0050molのHClがある。NaOHは1価なので中和に0.0050mol必要。0.20mol/L水酸化ナトリウム水溶液の体積は0.0050÷0.20=0.025L、つまり25mL。濃度が2倍なら体積は半分になる。
失点しやすい点
質量保存は「密閉」が条件で、気体が逃げると見かけの質量は減る。イオン式の電荷を落とす、酸化=酸素だけ・還元=水素だけと覚える、中和で水だけができると誤解する、といった間違いに注意する。