化学

5分でわかる「化学変化」!どんな変化?元家庭教師がわかりやすく説明

よぉ、桜木建二だ。今回のテーマは「化学変化とはどんな変化か」、ということだ。

例えば水素が燃えて水になる、液体の水が蒸発して水蒸気になったり凍って氷になったりする、ドライアイスが二酸化炭素になるといった現象のうちどれが化学変化かわかるか?化学変化の本質を理解していればこの問題はすぐに解ける。また、化学を学ぶと化学変化を式で表した化学反応式を書く機会がたくさん出てくる。例えば炭素を燃焼すると二酸化炭素が発生する、というのも化学反応式で表せる化学変化だ。ここで躓くと後でつらい。

そこで今回は高校では3年間化学部で試薬と戯れる日々を過ごし、大学では工学部で化学を学んだリケジョのたかはしふみかが化学変化について解説するぞ。

解説/桜木建二

「ドラゴン桜」主人公の桜木建二。物語内では落ちこぼれ高校・龍山高校を進学校に立て直した手腕を持つ。学生から社会人まで幅広く、学びのナビゲート役を務める。

たかはし ふみか

ライター/たかはし ふみか

中学の理科の授業で分子や金属の構造について疑問に思い、その事が理系に進むきっかけのひとつになる。高校時代の思い出は化学部ほぼ一色の部活女子。ちなみに大学院時代の思い出は学生実験の指導の助手をしたこと。得意科目は現代国語と化学。

「化学変化」とがどんな変化か

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化学を勉強していて混乱する内容のひとつに「化学変化」と「物理変化」があります。そこで、化学変化の内容を学ぶ前に、化学変化と物理変化の違いを確認していきましょう。化学変化と物理変化の違いは化学式に変化があるのかということです。

化学式が変わる化学変化

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化学変化とは、化学反応によって物質の化学式が変わる変化の事です。例えば水素を燃焼すると

2H2+O2→2H2O 

と水素が酸素と化合し、水になります。水素と水は全く異なる物質ですね。そのため水素の燃焼は化学変化となります。このように原子同士の結合が変わり、別の物質になることが化学変化と呼ばれる変化なのです。化学変化には酸化や還元、分解などの種類がありますが、詳しくは次の項目で説明していきます。

化学式はそのまま、状態が変わる物理変化

化学式はそのまま、状態が変わる物理変化

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続いて水の蒸発、凝固を考えていきましょう。水は常圧で100℃になると蒸発します。このとき水は粒子が不規則に集まった液体から粒子が自由に飛び回れる気体へと状態が変化するのです。そして水は0℃で凍り、液体から粒子が規則正しく並んだ固体へと変化します。しかしその状態が変わっても、水H2Oであることには変わりません

このように化学式は変わらずに状態だけが変わる変化が物理変化と呼ばれています。そして水が水蒸気や固体になるように気体、液体、固体と状態が変わる変化を状態変化と呼ぶ事を覚えてくださいね、。

状態変化についてはこちらの記事も読んでくださいね。

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たかはし ふみか