【理科】化学反応式の総まとめ！

今回は「化学反応式」について学んでいきます。
化学反応式を学ぶために必要な知識である原子・分子の内容は覚えているでしょうか。

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それではさっそく見ていきましょう！

1.酸化

私たちにとって身近な存在である10円硬貨。綺麗なものもあれば汚れたものもありますよね。10円硬貨が汚れる原因の１つにこれから解説していく酸化という化学反応が関係しています。

どういうことか、詳しく見ていきましょう。

酸化とは

化学反応によって、２種類以上の元素が結合することで生成する物質のことを 化合物 といいます。
化学変化のうち、酸素と結びつく場合を特に酸化といい、これによってできる化合物を 酸化物 といいます。

冒頭の10円硬貨が汚れるのは錆(さび)なのでは？と思った方もいるかもしれません。実は、錆とは金属がゆっくり酸化した状態を指しています。金属の酸化は長時間空気に触れることで自然に起こりますが、加熱することで短時間で酸化させることもできるため、酸化の実験では物質を加熱することが多いです。

今回は酸化のなかでも鉄と銅の酸化について詳しく紹介していきます。

鉄の酸化

スチールウール(鉄)を加熱すると酸化が起こり、酸化鉄が生成されます。酸化鉄は反応前の鉄に比べて光沢がなく、もろく、加熱前に比べて質量が大きくなります。(質量が大きくなるのは結びついた酸素の質量が追加されるからです。)さらに、酸化前のスチールウールを塩酸に入れると水素が発生するのに対し、酸化鉄は塩酸に入れても何も起こらないなどの変化もあります。

鉄の酸化を化学式で表すと、次のようになります。

２Fe + O₂ → ２FeO
鉄 + 酸素 → 酸化鉄

FeとFeOの前に数字がありますね。下の図で詳しく解説しています。

銅の酸化

図のような装置で、赤かっ色の銅の粉末を加熱する実験を行うと、銅の粉末は酸化して、黒っぽい酸化銅が生成されます。(実験中、銅を空気中の酸素と良く反応させるため、銅の粉末をうすく広げながらよくかき混ぜる必要があります。)

銅の酸化を化学反応式で表すと次のようになります。

２Cu + O₂ → ２CuO
銅 + 酸素 → 酸化銅

化学反応式としてはFeがCuに変わっただけなので、数字の付け方は先ほどと同じです。

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2.燃焼

酸化の中でも、光や熱を出しながら激しく反応するものを燃焼といいます。冒頭で紹介した錆(さび)はゆっくりな酸化のことでしたよね。

ここではマグネシウム、有機物、水素の燃焼について解説します。

マグネシウムの燃焼

マグネシウムの燃焼を化学反応式で表すと次のようになります。

2Mg + O₂ → 2MgO
マグネシウム + 酸素 → 酸化マグネシウム

これも
２Fe + O₂ → ２FeO
２Cu + O₂ → ２CuO

の赤字部分がMgに変わっているだけです。詳細は酸化鉄の図を参考にしてください。

有機物の燃焼

そもそも、有機物とは何なのでしょうか。

有機物とは、炭素を含む物質のことです。反対に、炭素を含まない物質を無機物といいます。

有機物の特徴は、燃焼すると水と二酸化炭素が生成されることです。

有機物の燃焼の例として、メタン(CH₄)という有機物の燃焼を化学反応式で表したものを紹介します。
CH₄+ 2O₂→ CO₂ + 2H₂O
水(H₂O)が生成したことから、有機物には水素(H) 原子が含まれていることが、二酸化炭素(CO₂)が生成したことから、有機物には炭素(C) 原子が含まれていることがわかります。