反応を読み解く「化学反応式」のあれこれを元塾講師がわかりやすく解説

ライター／Ayumi

理系出身の元塾講師。わかるから面白い、面白いからもっと知りたくなるのが化学！まずは身近な例を使って楽しみながら考えさせることで、多くの生徒を志望校合格に導いた。

1.化学反応式とは

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「化学反応式で表せ」「化学反応式からわかることを述べよ」のように、問題でも当たり前のように使われていますよね。化学に対して苦手意識を持ってしまう人は、数字とアルファベットの組み合わせというだけで考えを諦めてしまっているだけかもしれません。

化学反応式とは、物質の様々な変化を化学式という表現方法で記した式のことです。何と何が反応して何ができたのか、何をどうすることでどんな変化が起こったのか。それを表すのが化学反応式です。

2.左辺と右辺

数学の計算式同様、化学反応式にも左辺と右辺があります。例えば X-6 = 9-2X のような計算式があった場合、イコールの左側を左辺、右側を右辺といいますよね。

ただし、化学反応式で異なるのは、式の左辺と右辺の間にあるものはイコールではなく矢印→や⇆です。

化学反応式では左辺が反応前、右辺は反応後を示しています。そのために左右が同じ状態、つまりイコールであるとはいえませんよね。

2-1.一方向の矢印

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例えば、塩酸と水酸化ナトリウムの反応の場合で考えてみましょう。

HCl + NaOH → NaCl + H₂O　…(1)

このとき、強酸である塩酸と強アルカリである水酸化ナトリウムの中和反応により、水と塩(えん)である塩化ナトリウムが生成します。それでは、この反応式を反対にすることができるでしょうか。

NaCl + H₂O (→ ?) HCl + NaOH　…(2)

答えはNOです。(1)の化学反応式における右辺、つまり反応後は塩化ナトリウムの水溶液の状態となっています。それと同様、(2)のように塩化ナトリウムと水を合わせてできるのは塩化ナトリウム水溶液であり、元の塩酸と水酸化ナトリウムに戻ることはないのです。

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2-2.双方向の矢印

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化学反応の中には、物質がイオン化することで反応物と生成物が混ざり合った状態で吊り合うことがあります。これは化学平衡という状態です。

アンモニアは非常に水に溶けやすい気体であることは既に解説していますね。アンモニアが水に溶けるとアンモニア水になります。

NH₃ + H₂O ⇆ NH₄⁻ + OH⁻　…(3)

この反応では、左辺から右辺への反応が起こると同時に、右辺から左辺への反応も起こっている状態です。双方の反応速度が釣り合っているために、左右どちらの反応も起こることから双方向の矢印が使われています。また、反応前後も見かけ上はアンモニア水であることに変わりはありませんが、イオン化していない反応前とイオン化している反応後、物質の存在している状態が異なるので、やはりイコールでつなぐことはできません。