化学・反応式・量的関係/原理と探求
化学反応式の係数合わせの解説
化学反応では原子が新たに生じたり消えたりしないので、反応前後の元素別原子数は同じでなければなりません。スキームを選択し、各物質の前の係数を調整します。物質自体を変える下付き文字の修正と原子数を合わせる係数制御を区別する活動です。
どのような原理？
式の下付き文字は変えず、係数だけを調節します。原子数を保存した後、係数を最大公約数で割ると最小整数比になります。
重要な関係
各元素の反応前原子数＝反応後原子数
観察してみよう
- 5つの反応の1つを選んで、係数スライダーや直接入力を変更します。係数は分子または化学単位の束の数であり、元素別の棒は原子数です。原子数確認ボタンで判定します。
- 水素反応の1:1:1と2:1:2をそれぞれ確認・記録します。合わない食も比較資料として記録します。
- 水素反応を4:2:4に増やした場合とプロペイン燃焼を1:5:3:4に合わせた場合を記録します。残りの例も直接解いてみてください。
結果を読み解く
2H₂+O₂→2H₂Oと4H₂+2O₂→4H₂Oのうち最小整数比は？
どちらの式も元素別の原子数は同じですが、4：2：4は公約数2に分けられます。正の整数係数の最大公約数が 1 の比を使います。
モデルの仮定と限界
決まった五反応の原子数を数える模型です。粒子図は分子または化学単位の束を意味し、鉄・酸化鉄が独立分子として存在するという意味ではありません。結合構造・反応条件・反応速度・収率は計算しません。棒と表の個数単位は原子数です。