化学分野の用語と知識の問題
うすい硫酸を入れたビーカーと、うすい水酸化バリウム水溶液を入れたビーカーを、2 つともいっしょに電子てんびんにのせて全体の質量をはかった。次に、水酸化バリウム水溶液をうすい硫酸のビーカーに注いで混ぜ合わせたところ、水に溶けにくい白い物質(硫酸バリウム)ができて液が白くにごった。空になったビーカーもいっしょに電子てんびんにのせて全体の質量をはかると、混ぜ合わせる前と変わらなかった。
この実験のように、化学変化の前後で、その化学変化に関係する物質全体の質量は変わらない。この法則を何というか。
この問題で使うもの
- 化学変化と熱・質量保存の法則(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(5 技能)
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
化学変化の前後で、物質全体の質量がどうなるかについての法則を思い出そう。
ヒント 2
化学変化では原子の組み合わせは変わるが、原子の種類と数は変わらない。だから物質全体の質量も変わらない。
ヒント 3
「質量が保たれる(変わらない)」ことを表す法則の名前を、漢字で答えよう。
答えと解説
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質量保存の法則
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解説を読む
化学変化が起こると、物質をつくる原子の組み合わせは変わるが、原子がなくなったり、新しく生まれたりすることはなく、原子の種類と数は変わらない。そのため、化学変化の前後で、その化学変化に関係する物質全体の質量は変わらない。これを質量保存の法則という。
この実験では、硫酸と水酸化バリウムが反応して硫酸バリウム(白い沈殿)と水ができる。
気体が発生しないので、反応でできた物質はすべてビーカーの中に残り、全体の質量は変わらなかった。
なお、炭酸水素ナトリウムと塩酸の反応のように気体が発生する化学変化を、ふたをしない容器で行うと、発生した気体が空気中に出ていくので、はかった質量は減って見える。この場合も、容器を密閉して気体が逃げないようにすれば質量は変わらず、質量保存の法則が成り立っていることがわかる。
似た用語との違い: 化学変化のときに熱を周囲に出して温度が上がる反応を発熱反応、熱を周囲から吸収して温度が下がる反応を吸熱反応という。これらは熱の出入りについての用語で、質量についての法則ではない。
別解
化学変化の前後で、反応に関係する物質全体の質量が変わらないという法則は質量保存の法則(ラボアジエが発見)である。この実験では、硫酸と水酸化バリウム水溶液の反応で硫酸バリウムと水ができるが、全体の質量は反応の前後で変わらなかった。