ふれ合う面積

一般小学生

まとめ

【定義】
二酸化マンガンなどの固体の触媒が、過酸化水素水などの液体と接触している面の広さのこと。この面積が大きいほど、単位時間あたりの反応回数が増加し、化学反応の速度が速くなる。

学習の要点

  • 重要語句:触媒、反応速度、過酸化水素水、比例関係
  • 用語の意義:反応物の濃度や温度だけでなく、固体試薬の表面積(ふれ合う面積)が反応速度を左右する重要な因子であることを理解する。

解説

過酸化水素水に二酸化マンガンを加えると酸素が発生する。この際、二酸化マンガンは触媒として働き、自身は変化せずに反応を促進する。二酸化マンガンの量を増やすと、液体とふれ合う面積が大きくなるため、反応の勢いは激しくなり、短時間で多くの酸素を発生させることができる。

グラフで表すと、二酸化マンガンの量が多いほど、酸素発生の立ち上がりの傾き(反応速度)が急になる。例えば、二酸化マンガンが0.1g、0.2g、0.4gと増えるに従って、時間あたりの酸素発生量は増加する。

しかし、最終的に発生する酸素の総量は、二酸化マンガンの量には依存しない。発生する酸素の体積は、反応物である過酸化水素水の量(体積)に比例する。二酸化マンガンをいくら増やしても、過酸化水素水の量が一定であれば、最終的な酸素の体積は一定(例:300cm³)となる点に注意が必要である。

補足
固体の試薬を用いる場合、同じ質量であっても、塊の状態より粉末状にする方が「ふれ合う面積」が飛躍的に大きくなり、反応速度は著しく向上する。

小学生のみなさんへ

二酸化マンガンと過酸化水素水(オキシドール)を使って酸素を作る実験では、二酸化マンガンと液体がぶつかる場所の広さを「ふれ合う面積」といいます。

二酸化マンガンの量を増やすと、この「ふれ合う面積」が広くなります。すると、酸素が出るいきおいが強くなり、速く酸素がたまります。

ただし、二酸化マンガンをたくさん入れても、最終的にできる酸素の全体の量は変わりません。酸素の量は、使う過酸化水素水の量によって決まります。過酸化水素水を2倍にすると、出てくる酸素も2倍になります。

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