まとめ
【定義】
化学反応において、それ自身は変化せずに反応を促進させる物質。反応速度を大きくする役割を果たすが、反応の前後で自身の質量や化学的性質は保持される。
学習の要点
- 重要語句：二酸化マンガン、過酸化水素水、水上置換法、炭酸カルシウム、炭酸水素カルシウム
- 用語の意義：特定の反応を引き起こす、あるいは速めるための媒介として機能する。身近な例では、酸素を発生させる際の二酸化マンガンの働きが代表的である。
解説
過酸化水素水に二酸化マンガンを加えると、激しく泡を立てて酸素が発生する。この際、二酸化マンガンは反応を助ける「触媒」として働いており、反応が終わった後も元の状態で残る。発生した酸素は水に溶けにくいため、水上置換法を用いて集気びんに集めるのが一般的である。
二酸化炭素の性質については、その密度と水溶性に注目する必要がある。二酸化炭素は空気よりも密度が大きいため、斜面上に並べたろうそくに上から流し込むと、下の火からではなく上の火から順に消えていく現象が見られる。これは、二酸化炭素が空気を押し退けて高い位置から順に充満するためである。
また、二酸化炭素は水に溶けやすい性質を持つ。水を入れたペットボトルに二酸化炭素を充満させて振ると、気体が水に溶け込んで内部の圧力が下がり、大気圧によってボトルがへこむ。石灰水（水酸化カルシウム水溶液）に二酸化炭素を通すと、水に溶けにくい炭酸カルシウムが生成されて白く濁るが、さらに二酸化炭素を通し続けると、水に溶けやすい炭酸水素カルシウムに変化するため、再び無色透明の溶液に戻る。
補足
触媒は反応に必要な活性化エネルギーを低下させることで反応を促進する。生物の体内で働く触媒は「酵素」と呼ばれ、過酸化水素を分解するカタラーゼなどが知られている。
参照: 学習指導要領準拠資料
小学生のみなさんへ
「触媒（しょくばい）」とは、自分自身は変わらないのに、まわりの物質が変化するのを手助けする物質のことです。
たとえば、酸素を作るときに使います。過酸化水素水という液体に、二酸化マンガンという黒い粒を入れると、どんどん酸素が出てきます。このとき、二酸化マンガンは酸素を出す手助けをしていますが、反応が終わっても二酸化マンガン自体の性質や重さは変わりません。
二酸化炭素についても大切な性質があります。二酸化炭素は空気よりも重いため、高いところから流すと火を消すことができます。また、水に溶ける性質があるため、二酸化炭素を入れたペットボトルを振ると、中の空気が水に溶けてボトルがベコッとへこみます。
石灰水に二酸化炭素を通すと白くにごるのは、水に溶けない「炭酸カルシウム」ができるからです。でも、そのままさらに二酸化炭素を出し続けると、また水に溶ける性質に変わるため、にごりが消えて透明に戻ります。実験の結果をしっかり覚えておきましょう。
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