化学：粒子・化学反応・イオン・酸と塩基
化学分野では、粒子モデルで物質をとらえ、化学反応式・質量関係・イオン・酸と塩基を関連づけて問う。目に見えない粒子の数を、係数や電荷、質量の比に置き換えて考えることが中心になる。
粒子と化学反応
- 物質は原子・分子・イオンなどの粒子からなる。化学変化では原子の組み合わせが変わるが、原子の種類と数は変わらない。これが質量保存の法則である。
- 化学反応式の係数は粒子数の比を表す。下付きの数字は分子内の原子数を表すので、係数と混同しない。
- 気体が発生して質量が減ったように見えるときも、発生した気体を加えれば総質量は保存される。
イオンと酸・塩基
- 原子が電子を失うと陽イオン、電子を得ると陰イオンになる。イオン式の電荷の総和は、化合物全体で0になる。
- 酸は水素イオンH+を放出し、塩基は水酸化物イオンOH−を放出する。中和は H+ + OH− → H2O で、塩と水ができる。
- 金属と酸で水素、炭酸塩と酸で二酸化炭素。塩化銀や硫酸バリウムなどの沈殿も、イオンの組み合わせで判断する。
例題
2.4gのマグネシウムを完全に燃焼させる。反応は 2Mg+O2→2MgO。質量比は Mg:O2:MgO=48:32:80=3:2:5。2.4gのMgには 2.4×2/3=1.6g の酸素が結びつき、2.4+1.6=4.0g の酸化マグネシウムができる。係数から質量比を作るのがコツ。
失点しやすい点
化学反応式の係数と下付き数字を混同する。中和を「酸性がなくなる」とだけ覚え、塩ができることを忘れる。pHの大小と酸性・塩基性を逆にする。イオン式の電荷を落とす。沈殿の色や組み合わせをあいまいに覚える。