理科リハビリ学習④(化学反応式)

 中学校で習うけど、あまり化学反応式で表す機会のないやつをまとめました。総じて化学反応式を習う前の小学生~中学1年生で取り上げる反応が多い。

酸素の発生
反応が結構激しいので、けっこう実験では盛り上がる。
つ~か、これって水素も作れてね?

2H2O2 → 2H2 + O2

※実は二酸化マンガン自体は反応していない。
触媒作用をしているだけなので何度でも使える。
しかし、思えばそんな魔法みたいなものあるのかって感じがする。
触媒工業協会によれば、こういうことらしい。
過酸化水素は、触媒の二酸化マンガンと一時的に別の化合物になる(反応中間体)。この反応中間体をはさむことで、化学式の反応を進行させるという。
つまり、触媒は反応の前後では変化しないが、反応の途中では変化しており、反応が終わると生成物と分離し、元の状態に戻っているということになる。
しかし、思えばそんな魔法みたいなものあるのかって感じがする(戻ってきた)。

二酸化炭素の発生
石灰石(炭酸カルシウム)に薄い塩酸を加える。二酸化炭素の他に塩化カルシウムと水が副産物としてできる。

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2

二酸化炭素と石灰水の反応
石灰水(水酸化カルシウム)が白く濁るが、これは反応によってできる炭酸カルシウムが水に溶けずに沈殿するため。

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O

水素の発生
塩酸が水素を捨てて金属に反応し、塩化○○になる。どの金属でもわりとワンパターン。
イオン化傾向の関係で鉛(Pb)までしか水素は発生しない。

マグネシウムに塩酸
Mg + 2HCl → H2 + MgCl2

亜鉛に塩酸
Zn + 2HCl → H2 + ZnCl2

鉄に塩酸
Fe + 2HCl → H2 + FeCl2

硫化水素の発生
毎年事故が起こる禁断の実験。換気が必須。場合によっては野外。
反応式自体は、鉄に塩酸の反応式にSを加えるだけ。

FeS + 2HCl → H2S +  FeCl2

アンモニアの発生
塩化アンモニウムに水酸化カルシウムを加えて熱をかける、割とベタなやつ。

2NH4Cl + Ca(OH)2 → 2NH3 + CaCl2 + 2H2O

水酸化ナトリウムでもできます。
NH4Cl + NaOH → NH3 + NaCl + H2O

中2で出てくる塩化アンモニウムに水酸化バリウムを混ぜるパターン。かなりビーカーが冷たくなる吸熱反応。

2NH4Cl + Ba(OH)2 → 2NH3 + BaCl2 + 2H2O

化学かいろ
これ、すごい難しいので、覚えるのを放棄したやつ。
反応でできる化合物が酸化第二鉄なのに注意!

4Fe + 3O2 → 2Fe2O3 + 熱(※平均温度50℃)

氷酢酸の中和
純度が非常に高い酢酸は少し冷やすとすぐに凍ってしまうため(純度98%で融点16.7℃)、氷砂糖的にこう呼ばれている。
酢酸を入れた試験管に、粉末の塩化コバルトを入れて青にしてから、水酸化ナトリウムを加えると、試験管の色がピンクになる。

CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O

この時できる酢酸ナトリウム(酢酸ソーダ)は、お湯で溶かすとでんじろう的な実験ができる。
酢酸ソーダは、融点に達するまで冷やしてもなかなか凍りにくいため、お湯で温めた酢酸ソーダを少しずつ冷やすと過冷却の状態になる。ただし、きっかけを与えて一気に凍らせる際に凝固熱が発生するのに注意。
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