（３人）こんにちは！化学を楽しく勉強しちゃおうと思っているケミカルシスターズのリホです。
ナオです。
カナです。
さて今日は「化学反応式」です。
実は私この「何とか式」っていうのが苦手です。
ナオちゃんはどう？私は数学が大好きだから式は大丈夫。
方程式や不等式得意だもん。
カナちゃんは？私も得意だよ。
表し方っていろいろあるでしょ？例えば物語の世界なら言葉。
音楽だったら音符。
絵なら形や色で表すよね。
それと同じように…ふ〜ん。
そこで今日のテーマは…はい。
そこで役に立つのが…。
はい。
ジャン。
やっぱり式は難しそう。
（ナオ）大丈夫。
私が助けてあげるから。
おお！じゃあ今回は頑張って化学反応式を理解して書けるようになりましょう。
それではケミストリーの世界へ入りましょう。
は〜い。
は〜い。
ねえねえどうしてそんなに式が嫌いになったの？ちょっとねあるトラウマがあって。
大丈夫。
きっと好きになるから。
最初のコーナーは「化学反応式」です。
はい。
物質は混ぜたり熱を加えたりすると変化するでしょ？化学反応式は結びついたり分解したりする物質の変化を元素記号を使って分かりやすく表したものです。
という事は化学反応式を理解すれば物質の変化の様子が見えてくるって事？そういう事。
それでは身近な化学反応を例にして化学反応式とはどういう式なのかを具体的に見ていきましょう。
はい。
まず物質が酸素と反応する燃焼について見ていきます。
どんなもので見るの？はい。
酸素と反応する身近な例として都市ガスで見てみます。
都市ガスの主な成分はメタンという気体です。
ではこれを見て下さい。
このようにメタンを燃やすと酸素と結びついて二酸化炭素と水ができます。
これを化学反応式で表すとこうなります。
ＣＨがＯと結びついてＣＯとＨＯができました。
これを分子模型で表すとこうなりま〜す。
さてこの化学反応式に注目して下さい。
これから化学反応式についての約束事を紹介します。
まず一番大事なポイントは……という事です。
どういう事？はい。
簡単な事なんです。
説明しましょう。
元素の種類が変わらないというのは反応の前と反応の後で炭素の黒丸水素の青丸酸素の赤丸と元素の種類がそれぞれ変わらずにあるという事です。
次に元素の数が変わらないというのはこの場合は反応の前と後で原子の数は同じにならないといけないという事です。
ではまず炭素黒丸についてはどうですか？はい。
炭素の黒丸は反応前に１つで反応後にも１つです。
はい。
では水素の青丸と酸素の赤丸はどうでしょうか。
水素の青丸は反応前に４つ反応後に４つ酸素の赤丸も反応前に４つ反応後に４つです。
はいそうですね。
これが化学反応の前と後で元素の数が変わらないという事を示しています。
はい。
今日の最初のケミカルポイント。
ところで化学反応式ではメタンを燃やすと二酸化炭素と水ができる事が分かりました。
でも実際にはどんな反応なのか詳しく見てみたいね。
こんにちは。
はいリホちゃんこんにちは。
先生。
メタンと酸素が反応して二酸化炭素と水ができるという事が化学反応式で分かりました。
でもその反応を実際に見てみたいんですけど。
そうですね。
化学反応式だけでは物質の変化の様子が想像しにくいかもしれませんね。
それではメタンを燃やすとどんな反応が起こるのか実験で見てもらいましょう。
まず試験管にメタンを取ります。
次に試験管に取った気体に火を付けます。
ああ。
燃えていますね。
試験管をよ〜く見て下さい。
あっ試験管が曇っています。
メタンが燃えて水ができたんですね。
それでは二酸化炭素の存在も確かめてみましょう。
石灰水を入れます。
白く濁りました。
二酸化炭素ができた事が確認できましたね。
どうでしたか？実際にメタンを燃やすと水と二酸化炭素が発生する事が分かりましたね。
その同じ現象を化学反応式でこんなふうに表す事ができるんですね。
ちなみに反応前の物質を反応物反応後の物質を生成物といいます。
私は化学の世界の魅力の一つは物質の変化をこのような式で表せるという事だと思っています。
はい。
先生のおかげで私の式アレルギーがほんの少〜し取り除かれたような気がします。
先生ありがとうございました。
はい。
今日は…今度は「化学反応式の書き方」です。
ナオちゃんは式は得意だって言ってたよね。
うん。
任せて。
それでは身近な例から化学反応式の書き方を学んでいきましょう。
はい。
今度はどんな例が出てくるの？はい。
今度はプロパンです。
プロパンはボンベに入って家庭に配達されるガスです。
プロパンも酸素と反応すると二酸化炭素と水ができます。
さあこれを式で表していきましょう。
はい。
こちらを見て下さい。
プロパンＣＨと酸素Ｏが反応すると二酸化炭素ＣＯと水ＨＯができます。
でもこれでは式は未完成なんです。
うん。
そこでこの式を完成させてみましょう。
まず元素の種類です。
反応前と反応後の元素の種類は同じですか？はい。
元素の種類は炭素の黒丸水素の青丸酸素の赤丸。
３種類とも反応の前と後にあります。
はい。
それでは次にそれぞれの元素の数について考えていきましょう。
リホちゃん。
まず炭素はどうですか？はい。
炭素Ｃは反応前は３つ反応後は１つです。
はいそうですね。
反応前は３つ反応後は１つです。
じゃあ今度はナオちゃん。
水素は？はい。
水素Ｈは反応前に８つ反応後に２つです。
はいそうですね。
最後に酸素はどうでしょう。
酸素Ｏは反応前に２つ反応後に２つと１つで３つです。
はいそのとおり。
これで反応前と反応後の元素の種類と数が出そろいましたね。
反応の前と後では元素の数が違いますね。
でも反応前後で元素の数は同じにするという約束がありましたよね。
う〜ん。
どうすればいいんだろうね。
うん。
はい。
それではやってみます。
まずは考え方のポイントの１つ目は…一番複雑な化学式って？うん。
このプロパンは炭素３つ水素が８つ一番原子の数が多くてこの中では一番複雑な化学式でしょ？そうだね。
うん。
ポイントの２つ目は一番複雑なプロパンの化学式の係数を仮に１とする事です。
係数を仮に１にするんですか？はい。
化学式ＣＨの係数を１と決めた事で反応前の炭素Ｃは３個水素Ｈは８個と数が決まります。
そうすると化学反応の前と後で元素の種類と数が変わらないという約束から反応後も炭素Ｃは３個と水素Ｈは８個にならなければなりません。
反応後炭素Ｃが３個で水素Ｈが８個にするためにはそれぞれ係数はいくつになりますか？それじゃ私が挑戦してみます。
頑張って。
頑張ります。
えっと反応前のＣは３個だからＣＯが３つあればＣは３個になります。
だから反応後のＣＯの係数は３。
はいそのとおり。
ではＨはどうですか？反応前のＨは８個。
反応後のＨＯのＨは２つだからＨＯが４個あればＨは８個になります。
だから反応後のＨＯの係数を４にすると４×２で８。
８個になります。
あっ。
リホちゃんいいね。
じゃあ最後に酸素Ｏ。
今度は反応後の数から反応前の数を考えてみて。
はい。
反応後のＯの数は３×２で６と４×１で４だから合わせて１０。
そこで反応前の酸素の数も１０にならないといけないのでＯが２つの酸素が５つあれば１０個になるから係数は５。
カナちゃん合ってる？はい。
よくできました。
これで反応前と反応後の元素の種類と数が変わらない化学式の係数が決まりましたね。
やったね。
できたよ。
できたね。
（２人）イエ〜イ。
ちょっと待って。
もう一つ。
化学反応式の係数１は書かないという約束があるのでこの係数１を取ります。
はい。
これで化学反応式ははい完成です。
（拍手）完成！Ｚｎ！あえん。
最後は「イオン反応式の書き方」です。
イオン反応式って化学反応式とは違うの？簡単に言うとイオンが関係する化学反応式の事です。
それではまずイオンが関係している化学変化の実験から見て下さい。
無色の液体です。
そしてこちらは…銅線を硝酸銀水溶液に入れます。
銅線の表面に銀が現れて木のようになりました。
銀樹といいます。
銅線は銀で覆われました。
そして無色だった硝酸銀水溶液は銅イオンによって青色に変化しました。
銀樹か〜。
何かすごいね。
ねっきれいでしょ？ではこちらの図を見て下さい。
試験管の中で起こった反応を図に書くとこのようになります。
元素記号で表現すると銀イオンＡｇと銅が反応して銀と銅イオンＣｕになったという訳です。
でも注意して下さい。
この式はまだ未完成です。
どうしたらいいの？イオン反応式でも反応前後で元素記号の種類と数が変わらないのは一緒です。
ではこちらを見て下さい。
最初にそれぞれの元素の前に係数ａｂｃｄと仮に置いてみましょう。
まずＡｇについて。
反応の前後で数が変わらないのでａ＝ｃ。
Ｃｕも数が変わらないのでｂ＝ｄ。
次は電気的なつりあいです。
反応の前後で電気的につりあうという事は＋１がａ個＋２がｄ個ですから……となります。
この条件で全てを満たす係数を考えます。
仮にａ＝１と決めるとＡｇについてはａ＝１＝ｃと決まります。
電気的なつりあいは…となり…最後にＣｕについてです。
ｄは1/2となったのでｂも1/2。
つまり…係数の比は最も簡単な整数の比にするので２：１：２：１。
係数の１は省略するので取ります。
これでイオン反応式は完成です。
はい。
このコーナーのケミカルポイント。
今日は化学反応式を学びました。
実験と見比べると物質の変化の様子がよ〜く分かったね。
そうだね。
ナオちゃんはどうだった？よく分かったよ。
式は約束事を覚えてそれを守ればいいんだもん。
へえ〜すごいじゃない。
ところでナオちゃんはお母さんとの約束事守ってる？好き嫌いなく何でも食べるとか朝起こされなくても起きるとか。
えっそれは式とは違うよ。
お約束はお約束。
覚えて守って実行でしょ。
広げ過ぎだよ！化学反応式とはそれらの物質の変化を元素記号を使って分かりやすく表したものです。
化学反応式の係数１は書かない約束ですので取ります。
2014/10/22(水) 14:00〜14:20
ＮＨＫＥテレ１大阪
ＮＨＫ高校講座 化学基礎「化学反応式〜化学変化は個数で考えよう〜」[字]
化学基礎は平成２４年度から新たに設けられた科目で、中学校から高校への橋渡しの役目をする内容です。基礎をしっかり学んで、本格的な化学の学習に役立ててください。
詳細情報
番組内容
化学変化は「化学反応式」を使って表現できる。化学反応式の書き方には「反応前後の元素の種類と数が変化しない」などの規則がある。化学変化は、「反応前後で元素どうしの組み合わせが変化」しているので、分子模型などを使って「個数で考える」と分かりやすくなる。また、イオン反応式も化学反応式に含まれるが、「反応前後で電気的につりあう」という規則も満たす必要がある。
出演者
【解説】東京都立府中高等学校教諭…貝谷康治，【出演】吉田奈央，高田里穂，横畠加奈子，【語り】伊倉一恵
ジャンル :
趣味／教育 – 中学生・高校生
趣味／教育 – 大学生・受験
趣味／教育 – 生涯教育・資格
映像 : 480i(525i)、アスペクト比16:9 パンベクトルなし
音声 : 2/0モード（ステレオ）
サンプリングレート : 48kHz
OriginalNetworkID:32721(0x7FD1)
TransportStreamID:32721(0x7FD1)
ServiceID:2056(0x0808)
EventID:21880(0x5578)