学習目安 | 小: A | 中: S | 高: A

発生する速さ

一般小学生

まとめ

解説

化学反応において「発生する速さ」とは、反応が進行する勢いを指します。過酸化水素水に二酸化マンガンを加えて酸素を発生させる実験では、二酸化マンガンの量を変えても、最終的に発生する酸素の総量は変わりません。これは二酸化マンガンが「触媒」として働き、それ自体は反応の前後で変化しないためです。しかし、二酸化マンガンの量を増やす(あるいは粉末にして表面積を広げる)と、過酸化水素水と接触する機会が増えるため、単位時間あたりの反応回数が増加し、酸素が発生する速さは速くなります。グラフ上では、触媒が多いほど初期の直線の傾きが急になることで示されます。

一方で、発生する酸素の体積そのものは、反応物である過酸化水素水の量に比例します。例えば、過酸化水素水の体積を2倍、3倍に増やすと、発生する酸素の体積もそれに対応して2倍、3倍へと増加します。実験データを分析する際は、触媒の量が「反応の速さ(グラフの傾き)」に影響し、反応物の量が「最終的な発生量(グラフの到達点)」に影響するという違いを明確に区別することが重要です。

コラム

触媒は、反応が進行するために必要な「活性化エネルギー」を低くする経路を提供することで、反応速度を向上させます。固体触媒を用いる場合、反応速度は有効な表面積(接触面積)に大きく依存するため、粒子の大きさを変えることで発生する速さを制御することが可能です。試験問題では、特定の時間内での発生量をグラフから読み取ったり、過酸化水素水の濃度計算と組み合わせて出題されたりすることが多いため、比例関係を用いた計算に慣れておく必要があります。

小学生のみなさんへ

理科の実験で、あわ(気体)が出る「いきおい」のことを「発生する速さ」といいます。たとえば、過酸化水素水かさんかすいそすい二酸化にさんかマンガンを入れて酸素を作る実験を考えてみましょう。

二酸化にさんかマンガンをたくさん入れると、酸素がはげしく出てきます。これは、反応を助ける役目の「触媒しょくばい」がたくさんあると、反応がスピードアップするからです。でも、最後にたまる酸素の全体の量は、二酸化にさんかマンガンを増やしても変わりません。

酸素の量を増やしたいときは、もとになる過酸化水素水かさんかすいそすいの量を増やします。水が2倍になれば、出てくる酸素も2倍になります。このように、何かが増えると同じ分だけもう片方も増えることを「比例ひれ」といいます。

ルラスタコラム

二酸化マンガンは、実験が終わったあともそのままの形で残っています。自分は変身せずに、まわりの仲間の反応を応援するだけの不思議な物質なんですよ。

記事の内容に誤りがありますか?

⚠️ 修正を提案する
ルラスタマップ (3層表示) フルサイズで表示 (5層) ↗
マップを生成中…

最近見た用語
履歴をチェックしています…