まとめ
【定義】
化学反応によって最終的に生成された物質の全体の量。反応物の量や反応条件によって決定される。
学習の要点
- 重要語句:触媒(二酸化マンガン)、過酸化水素水、反応速度、比例関係
- 用語の意義:特定の化学反応において、どの要因が生成物の総量(発生量)を決定し、どの要因が反応の速さを決定するかを区別することが重要である。
解説
過酸化水素水が分解して酸素が発生する反応において、二酸化マンガンは触媒として機能する。触媒である二酸化マンガンの量は、最終的な酸素の発生量には影響を及ぼさない。しかし、二酸化マンガンの量が多いほど過酸化水素水と接触する表面積が増えるため、単位時間あたりの反応量、すなわち反応速度は速くなる。
この関係をグラフ化すると、横軸に時間、縦軸に酸素発生量をとった場合、二酸化マンガンの量(0.1g, 0.2g, 0.4gなど)が増えるにつれてグラフの傾きが急になることが確認できる。ただし、いずれの場合も最終的な到達点は同じ発生量となる。
一方で、発生する酸素の体積は、反応物である過酸化水素水の体積に正比例する。例えば、過酸化水素水の量を2倍、3倍に増やせば、得られる酸素の総量も2倍、3倍となる。実験データにおいても、二酸化マンガンの重さを変えただけでは酸素発生量は一定(例:300cm3)に保たれるが、過酸化水素水の量に依存して発生量は変化する。
補足
触媒は反応の前後でそれ自身は変化しないため、理論上は微量でも反応を促進させるが、実務上は接触効率を高めるために表面積や形状が考慮される。
参照: 学習指導要領準拠資料
小学生のみなさんへ
「発生量(はっせいりょう)」とは、化学反応などの実験で新しく作り出された物質のぜんたいの量のことです。
二酸化マンガンに過酸化水素水をかけて酸素を作る実験では、二酸化マンガンの量を増やしても、最終的にできる酸素の量は変わりません。ただし、二酸化マンガンの量が多いほど、酸素が出るいきおいは速くなります。これは、二酸化マンガンと液がふれ合う面積が広くなるためです。
酸素の発生量を増やしたい場合は、もとになる過酸化水素水の量を増やします。過酸化水素水の量と酸素の発生量は「比例(ひれい)」の関係にあり、液の量を2倍にすれば、できる酸素の量も2倍になります。
グラフで表すと、二酸化マンガンが多いほど線の傾きが急になりますが、ゴールの量は過酸化水素水の量で決まるということを覚えておきましょう。
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