金属の溶解

学習の要点

• 重要語句：水素、水上置換法、化学反応、酸化、燃焼
• 用語の意義：金属が単に姿を消すのではなく、化学反応によって性質の異なる別の物質（塩など）に変化することを理解する指標となる。

解説

アルミニウム、亜鉛、鉄などの金属に塩酸を加えると、激しい反応を伴って金属が溶解し、気体が発生する。このとき発生する気体は水素であり、無色・無臭で、あらゆる気体の中で最も軽いという性質を持つ。

水素は非常に燃えやすく、酸素と結合して燃焼すると水（水蒸気）を生成する。実験においては、逆さにした試験管に集めた水素に火を近づけると、音を立てて燃え、試験管の内側が生成された水滴によって曇る様子が観察される。また、水素を満たした集気びんの中に火のついたろうそくを入れると、びんの口付近で水素が燃え続ける一方で、びん内部のろうそくの火は消えるという現象が起こる。

気体の採集には、水に溶けにくい性質を利用した「水上置換法」が用いられる。これは、水槽の中で水を満たした試験管にガラス管を通し、発生した気体で水を押し出す方法である。

金属が溶解した後の液体を蒸発皿などで加熱し、水分を飛ばすと、白い粉末状の固形物が残る。例えばアルミニウムを塩酸で溶かした場合、残る物質は「塩化アルミニウム」であり、元のアルミニウム（金属）とは電気を通さないなど全く異なる性質を持つ。このことから、金属の溶解は単なる混合ではなく、化学変化による物質の転換であることが証明される。

補足
金属の溶解は、金属のイオン化傾向と密接に関係している。酸に溶けるのは、水素よりもイオン化傾向が大きい金属である。また、アルミニウムや亜鉛のように、酸だけでなく強いアルカリにも溶ける金属は「両性金属」と呼ばれる。

参照: 学習指導要領準拠資料