まとめ
【定義】
物質が酸素と激しく結びつき、光や熱を出しながら酸化物に変化する化学反応のこと。本項では、水素の燃焼および金属と酸の反応に伴う水素の発生について扱う。
学習の要点
- 重要語句:水素、発熱反応、金属の反応性、酸化、捕集
- 用語の意義:化学変化におけるエネルギーの出入りと、物質ごとの反応速度や性質の違いを理解するための基礎となる。
解説
アルミニウム、亜鉛、鉄などの金属を塩酸(酸性溶液)に加えると、化学反応によって水素が発生する。この反応の激しさは金属の種類によって異なり、アルミニウム、亜鉛、鉄の順に反応が緩やかになり、銅は塩酸と反応せず気体を発生させない。
金属が酸に溶けて水素が発生する際には、熱が放出される発熱反応が起こるため、反応容器の温度が上昇する。発生した水素を試験管などに捕集し、火を近づけると「ポッ」という音を立てて激しく燃焼する。このとき、水素は空気中の酸素と結びついて水(H2O)に変化する。
このように、特定の物質が結合して新しい物質ができる際には、音や熱などのエネルギーの変化を伴うことが多い。金属の種類による反応性の違いを比較・観察することは、イオン化傾向などの化学的性質を理解する上での重要な指標となる。
補足
水素と酸素の混合気体に点火すると、急激な燃焼(爆鳴気)が起こる。また、アルミニウムは塩酸だけでなく、水酸化ナトリウム水溶液などの強アルカリ性の溶液とも反応して水素を発生させる性質を持つ。
参照: 学習指導要領準拠資料
小学生のみなさんへ
アルミニウムや亜鉛(あえん)などの金属に塩酸をかけると、あわが出て「水素」という気体が発生します。このとき、試験管をさわるとあたたかくなっており、反応によって熱が出ていることがわかります。
金属の種類によって、あわの出方はちがいます。アルミニウムははげしくあわを出しますが、亜鉛、鉄のじゅんに反応がゆっくりになり、銅はまったく反応しません。
集めた水素に火を近づけると、「ポッ」という音を立てて燃えます。水素が燃えると、空気の中にある酸素と結びついて「水」に変わります。このように、ものが燃えるときには別の物質に変わるという性質があります。
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