ページ3:

陽子と中性子を合わせた構造を原子核と呼びますね。
そして、ここで出てくるので、 最重要と言ってもいいんだろうマイナスの電荷を帯びる電子がありま
すと
今回は、ヘリウムの例を挙げましたが
陽子が、1個ならば水素 4つだったらベリリウムっていうふうに決まってます
8個だったら酸素だしね
原子って何で決まってるかって言ったら陽子の数です
この陽子の数のことを、原子番号と言ったりしますがね
原子の場合 陽子と電子の数って等しいので 全体として電荷を帯びていないと思っといてくださ
い
でも陽子と電子の数が等しい だから、 全体として電荷を帯びないというのはこの後出てくるイ
オンになると崩壊します
そして、電子だけ異様に軽いんですよ
陽子と中性子の重さの大体1840分の1くらい
もっと細かく言うんだったら、 1836分の1ですね
電子はめちゃくちゃ軽くて原子の質量のほとんどって陽子と中性子で決定すると、 言っても過言
でないと
そしたらイオンの話をやっていきます
先ほど電子がめちゃくちゃ軽いって言ったので
電子が飛んでいったり、入り込んできやすいんですこれがイオンのできる原因みたいな感じです
ね。
イオンは電子の出入りによって作られる
まずはナトリウムを見てみましょうかね
このナトリウムは電子のことをあんまり好んでないようです
だから 電子1個を捨てちゃうわけです
と、なると
もともと陽子が11個 電子が11個あって電荷は帯びなかったけど 電子1個捨てちゃいました
そうすると、電子は10個になりますよね
て事はプラスのほうに傾くわけです
それをNa+と表現してナトリウムイオンといいます
このようにして、電子を失うことでできるイオンを陽イオンといいます

ページ4:

電子1個ポイッ
電い
Na
⑤陽:11
電:10
Nax
対して、もう一つよく出てくる例として塩素がありますね
塩素はナトリウムとは反対で電子のこと大好きなんです
正直、この表現、あんま良くないと思いましたけどね イメージわかりやすくやりたかったんで
本来は電子を受け取るみたいな感じですね
さっきは電子を失いましたけど今回は電子を受け取るんです
さっき陽イオンでしたので、電子を受け取ってできるイオンを陰イオンといいます
✓電子受
元3:17 電:17
cl
③陽:17電:18
G
cl
こういうことですね マイナスの方が多いですからね。 CI-として表します。 塩化物イオンといいま
す。
そしてこれも覚えとくと良いでしょう OH

ページ5:

イオン 水酸化物イオンといいます
あとNH4 アンモニウムイオン
これ皆さんあれおかしくないって思いません?
分子やんて実はイオン厄介なんですが
1個の原子が電気を帯びたものだけじゃなくて いくつかの原子がくっついたたま電気を帯びてい
るものも、イオンと呼ぶことができます
原子1個のイオンは単原子イオン
分子ごとのイオンとかは多原子イオンと呼ばれます
だからさっき出したナトリウムイオンとか、 塩化物イオンは単原子イオン
今出したアンモニウムイオンとか水酸化物イオンは多原子イオンになります
分子の形をしたまま電気を帯びていれば、それはもう立派なイオンとなるわけですね
私がこっちで絶対覚えろと思った陽イオンと陰イオンの例を挙げていきます
陽イオン (電子を1つ失った組)
水素イオンH + ナトリウムイオンNa* アンモニウムイオンNH4+
陽イオン (電子を2つ失った組)
銅イオンCu2+ カルシウムイオンCa2+ 亜鉛イオンZn 2+ バリウムイオンBa 2+
陽イオン(電子を3つ失った組)
Al 3+
陰イオン(電子を1つ受け取った組)
塩化物イオンCI 水酸化物イオンOH-
陰イオン(電子を2つ受け取った組)
硫化物イオンS2- 硫酸イオンSO42-
ちなみに、電子の出入りと言いましたが 陽子はなんで動かないのかな
みたいなことを思いませんでしたか
原子の中心には原子核があってものすごい力でがっつり結びついてるんですね
だから、電子みたいに簡単に動くことはできないのよって
元素の正体を決めてるのは陽子ですからね
そして、よくある問題
水素イオンは陽子と同一であるこれが正しいか誤っているか
水素原子は陽子と電子を1つずつ持ってるわけじゃないですか
そして、電子を1つ失ったら 陽子しか残らないわけですよね
よってほぼ同じであるといえます
あと、中学校の範囲だったら 水素原子に中性子はないよって言うこと
水素も何種類かあるから 中性子があるものは確かにあるんだけど 中学校で扱うのは基本的
にない奴です プロチウムなんて言ったりするんですがね。
もう一つちなみにどの原子も原子核だけで見たらプラスですよ
そして、これも勘違いしやすいかな

ページ6:

電子が出入りしたら元素が変わるこれ間違いだって指摘できますかね
元素を決めるのは原子番号 (=陽子)だから、 電子が出入りしたらイオンになるだけです
あと皆さんが本当によく間違えること言います
電子を受け取ったと電子を放出した どっちが陽イオンでどっちが陰イオンなのか
これごちゃごちゃにならないように要注意ね
もう一度言っとくと
陽イオンは電子を放出したやつ 電子がマイナスなんだから 放出したらプラスになるでしょ
陰イオンはその逆で電子をもらったやつ 電子がマイナスなんだから受け取ったらマイナスにな
るでしょ
陽子の数=電子の数←原子
陽子の数>電子の数←陽イオン
陽子の数<電子の数←陰イオン
こんな関係性
これ間違いやすい人はここでちゃんと押さえといてください
電解質と非電解質
この2つ速攻で勘違いする人がいます
まず他の人に電解質って聞くわけですよそしたら大体の答えは 「電気を通すものだ」
と答える人がいるんですけど私的には半分正解の半分間違えって答えます
ですが、試験で答えたらおそらくX
そしたら何なんだっていう話なんですよ
電解質... 水に溶かして電気が流れる物質
もっと言いますと 水に溶けたときにイオンに分かれて、 電気を流す性質を持つ物質
この時重要用語ね 水に溶けてイオンに分かれること､､､電離
電解質が陽イオンと陰イオンになることって言ったほうがいいのか
皆さん、塩酸って知ってますよねHCI
これって、塩酸は何かを水に溶かしたものなんですね
これ覚えときましょう 化学式からなんとなく予想はできると思うんですが、 塩化水素と呼ばれるも
のが水に溶けております。
塩化水素が電解質で その水溶液の塩酸は電気を通しますよ 電解質水溶液なんて表現を使っ
たりしますが 電解質はなんですか? と言われたら、塩酸ではなくて塩化水素なんだよと
塩化ナトリウム、 平たく言えば食塩でございます
水に溶かすと食塩水になりますよね
この時、塩化ナトリウムは電解質です

ページ7:

食塩水は電解質水溶液だけど 基本的に電解質はなんですか? と言われたら、 塩化ナトリウム
です
水+食塩=食塩水じゃないですか
水は電気通さない 食塩も電気通さない。 だけど、食塩水は電気を通す。
この時の塩化ナトリウムは電解質である
あと、よく出てくるのは砂糖水ね
水+砂糖=砂糖水
水は電気を通さない 砂糖も電気を通さない。 そして砂糖水も電気を通さない。
水に溶けても電気を流さない物質 これを電解質とは対照的に非電解質と呼ぶわけです
電解質は、水に溶けたらイオンになるわけです、、、 だから電気を通す
非電解質は、イオンにならないんですよ、、、 だから電気を通さない。
中学校レベルだったら、 酸性の水溶液とアルカリ性の水溶液は電気を通すと考えていただいて
結構です
塩酸と水酸化ナトリウムとかは、まさにそうですね
中性は流れるものと流れないものがあるんだっていうことですね
そして、これ覚えてもらいたいんだけど
具体例を出すと
電解質は食塩とか塩化水素とか水酸化ナトリウムとか
非電解質は砂糖とエタノールぐらい覚えておくと良いでしょう
まとめると
電解質+水→電気を通す水溶液
非電解質+水→電気を通さない水溶液
反応式の書き方
ここでまた化学反応式が出てきます
しかも、それも一味違った、、、 ね
皆さんは今電離というものを勉強しましたよね それを反応式で書いてもらいます
電離式ってなんですか?って言う話なんですよね
電離ってどういう意味でしたっけ?
物質が水に溶けて、イオンに分かれること
これを化学反応式で表したのが電離式になります
この電離式を書くにあたって
これは暗記なんですが 強い酸・弱い酸・強いアルカリ・弱いアルカリ
酸とかアルカリはまだ教えていないので 後半に解説しますね
でも、皆さん小学校の頃に酸性だとかアルカリ性とかやってるでしょ あんな感じ
中学校ではもっと詳しくやるのでそれを最後らへんに解説したいなと思います

ページ8:

例えば、塩酸とか硫酸とかだったら強い酸
炭酸とか酢酸だったら弱い酸
水酸化ナトリウムとか水酸化カリウムとかだったら強いアルカリ
アンモニアだったら弱いアルカリ
強い奴らは、 電離しやすい 弱い奴らは、そこまで電離しにくかったりする (?)
話がそれちゃったけど 電離式の書き方をやっていくよ
電解質が陽イオンと陰イオンになるんです
書き方としては
フォーマットみたいな感じになるんだろうけど
電解質 陽イオン+陰イオン
これ矢印だから=にしないように要注意ね
+
Htcl
心ず覚えよ!し酸)
@HC → げ +ch
Hcl
電機
陽イオン
陰イオン
たまに出てくるかも...
②Hosoy→2H+So^
③HNo,H++Noz
4
@CH,CooH→H++Clocoo
これが酸のやつですね
そして、皆さん、 右上に小さい数字がありますね 係数は無視することはできないけどこれにも
多少の意味はあるんですけどね 中学生レベルでは簡略化で教わると思います
皆さん、これ電離式を書いてみたんですが、 共通することを見出せますでしょうか?
反応式の陽イオンのところを見てもらいたいんですが H +が含まれてるんですよ。
これは水素イオンですね
あくまでこれは反応式ですから 両辺で釣り合っていないといけないわけです
硫酸で見てみましょう(苦手な人向け)

ページ9:

□H2SO4
17x2
21*
十
S04
2-
(SX1
⑩x4
数が合っていないから、調整してますよね
H*
1x12x2
@x2
水素の数が合っていないから、2倍して釣り合わせているって感じです
反応式の右と左でイオンの数が等しくなるように調整する
4
本来ならできるイオンの種類を考えて 原子の数を揃えてバランスを確認する。 これで終わりで
す。
本当は係数とかそういうのを見て調整したりするんですね
苦手な人はつぶつぶの数を合わせるだけでいい
反応物と生成物でちゃんと同じ量になっているかっていうことを確認しましょう
これもズボラツールということで
絶対覚えよ!(カルカリ)
CNaOH→Na++or
@BaCor)→Ba+201
③NH, tito Nittor-
そしたら次はアルカリ編
皆さんの数合わせは大丈夫ですよね? 普通の化学反応式とほぼ変わりませんから。
そして、こいつら全員に共通することね 水酸化物イオン ありますけど、 皆さんが苦手なのはア
ンモニアなんですよ
このアンモニアは水酸化物イオンを持っていません
OHの形がなかったら、水を加えてあげてください
流れは化学式を埋めて 数が合ってたらオッケーだし、 数が合ってなかったら、 化学式の前に数
を書き出して調整してみる
そして、プラスマイナス0になっているかをちゃんと確認しなさいっていうことですね

ページ10:

酸・アルカリ 中和
実はこれ皆さん1部は小学生の頃習ってるんですよ
皆さんはリトマス試験紙ってご存知ですかね
赤色のやつと青色のやつがあるんですけど
主に水溶液が酸性かアルカリ性かを判別するための紙みたいな感じです
赤い紙、、、 アルカリ性で赤色から青色に変わる
青い紙、、、 酸性で青色から赤色に変わる
では、この酸の性質が何なのかっていうのを実験によって証明していきます
酸性の代表例 塩酸を用いましょうか
極
HCl
こんな装置を組み立てます
赤色と青色のやつは、それぞれの色のリトマス試験紙ですね
それに、またがるように塩酸を染み込ませた濾紙(学校によっては糸のところもある)を置いて
おきます
そして、電圧を加えるだけですちなみに下に台紙が引いてあるんですが 電気を通しやすくする
液体を染み込ませてあります。
この酸性って事は青色リトマス試験紙が赤色になればいいんです
塩酸って 塩化水素を溶かした水溶液ですよね これが電離すると、 水素イオンと塩化物イオン
に分かれるよね
2年生の物理で勉強しましたけど
電気力ってありましたよね 水素イオンはH*つまりプラスの電荷を持っているマイナスのほうに
引力が働くから 陰極側に水素イオンは移動するわけです
これ逆で塩化物イオンはCIなので、陽極に移動しますよね
そうなると、どうなるか

ページ11:

陰
極
Ht
cl
Hol
こんな感じで陰極側に対して、青色リトマス試験紙が徐々に赤くなっていくんです
つまり、酸性の正体の性質って何か?
結論は、水素イオンです
先程の電離式を見てもらった通りすべて水素イオン出てますよね
水に溶けると水素イオンを出す物質を総称して酸と呼ぶわけです
そしたら今度は、アルカリの正体を突き止めていきましょう
先程の装置の塩酸を染み込ませた濾紙 (または糸)を今度は塩酸じゃなくて水酸化ナトリウムを
染み込ませておきます
極
Nadf
こういった状況ですよね
これ電離するとナトリウムイオンと水酸化物イオンになります
先ほどから大体予測がつくと思うんですが

ページ12:

ナトリウムイオンは陰極側 水酸化物イオンは陽極側に行きます
つまり、皆さんお分かりになりますよね
Nat
off
こうなりました
Nadl
つまり、アルカリの正体って何かって言うと
水酸化物イオンOHとなるわけですね
だから水に溶けると水酸化物イオンを出す物質を総称してアルカリと呼びます
皆さん酸性とかアルカリ性って 酸とアルカリとごっちゃにならないように要注意
酸・アルカリを溶かした水溶液の性質をいうときは酸性とアルカリ性って言うからね
基本的に 化学式で書いたときに Hがあれば酸と判断して結構ですけど
たまに厄介な奴がいるんですよ
皆さんは、塩酸と硝酸と硫酸は電離する式かけるようになってもらいたいわけです
そして、炭酸っていう厄介な例がいるんですよ
炭酸って1年生の時やりましたけど、 二酸化炭素が水溶液に溶けたやつですよね
二酸化炭素の化学式大丈夫ですね CO2 ですよね。
でも、これ Hってどこにあるん?って話ですよ
そんな時、どうするか
二酸化炭素+水をしてあげてください
そしたら出てきます
アルカリ性の場合はOHがあればオッケーです
水酸化ナトリウムと水酸化カリウムと水酸化バリウムは絶対できるようにしてほしい
ただし、アンモニアに関してはNH3ですよね
どこにあるんよって言う話ですよ
やっぱり、水を加えてあげて下さい
そして、砂糖水と食塩水の例があります
砂糖水ってそもそも電離しないから、イオンができない→中性
NaCl →Na* +Cl¯
つまりこれ電離しても、水素イオンもなければ、 水酸化物イオンもないですよね

ページ13:

よってこれも中性ってことになります
そしたら、次 pHを勉強します
これ読み方はね人によって違うんだけど (ピーエイチ・ピーエッチ・ペーハー) なんて読み方があ
ります
私はペーハー派ですけどね
これ厄介なことに書き方ね注意。
pH、pは小文字だけど Hは大文字 水素イオン指数と言われる
確か0から14まであるんですよ
これで7が中性になります
7を境目に0に近づくほど酸性が強い そして14に近づくほど、アルカリ性が強いっていう関係
そして、数字が1個変わると、 イオンの数は10倍ほど変わりますから
例えば、こんな計算問題が出ます
例) ①pH 2の酸性水溶液がある。 これを水で1000倍希釈するとpHはいくつになるか?
まず、この問題文で見慣れない単語がありますよね
希釈って何でしょうか?
液体を水で薄めることを言います
なので、1000倍薄めました 数字が1つ変わると、 イオンの数は10倍変わるわけじゃないですか
1000=10℃ですから 3個ずれるわけですよ
そして、7のほうに向かっていくわけですよね 7を超える事は無いですけど。
今が2ですから 2に3を足してあげるよって5
pH5、、、 答
次の問題
②pH12のアルカリ性水溶液がある。 これを水で100倍希釈するとpHはいくつになるか?
100 = 102だから 今12ですよね
薄めるって事は7に近づくわけですよ
よって12-2=10
pH10、、、 答
③pH5の酸性水溶液がある。 これを水で1000倍希釈するとpHはいくつになるか?
これ1番と解き方は同じで
1000=10%だから 7に近づいていくわけ
5+ 3 = 8
よって、答えはpH 8となるわけです
ここで皆さん私が言ってることを間違いを指摘できますか?
もともとは酸性だったじゃないですか それをめっちゃ薄めてアルカリ性になりました
おかしいよね
まず、中性になるわけでもないし
ということは7にめちゃくちゃ近づくけど 6なのはわかりますかね

ページ14:

よって、答えはpH6となるわけです
めちゃくちゃ薄めのpH6です
そして皆さんよく出てくる3大指示薬の色の変化を酸性と中性とアルカリ性
リトマス試験紙とBTB溶液とフェノールフタレイン溶液の変化を見ていきますと
酸性
中性
アル
BTB溶液
#
リトマス試験紙赤×
カリ
性
主
the the
$
緑青
フェノールフタレ
ン溶液
XX T
メ…変化なし
この表を覚えてもらいたいわけです バツと書いてありますが、 これ変化なしですね。
フェノールフタレイン以外は
酸性は暖色系の色 アルカリ性は寒色系の色になります 最悪覚えられなかったらこんな感じで
ゴロ使って覚えてください。
そしたら次は中和っていうものを勉強します
中和……酸とアルカリが、 お互いの性質を打ち消し合う反応
この際に、酸とアルカリが反応しあって 2つの物質が生成されるんですね
この後、 中和の反応式を勉強しますがその時覚えておくと良いでしょう。
まず皆さん大体検討つくと思うんですけど
水素イオンと水酸化物イオン混ざったら何ができると思いますかね?
なんとなく水って答えると思います まず1つは水ができます。
そして、水ができると同時に余ったもの同士コンビを組んで 塩ができる
この塩 漢字の読み方ね 「しお」じゃないよ 「えん」だよ

ページ15:

だから、水と塩ができるってことを押さえておけば、 何も難しいことなんてないんですよ
だから、 反応式を書くときは、水を先に作っちゃうといいよ
ちなみに、塩の定義みたいなのですが 酸の陰イオンとアルカリの陽イオンが結びついてできる
ものなんだってことを抑えましょう
簡単に言えば、 残り物が結びついてで塩です
また、こいつら出てきますけど 代表例として塩酸と水酸化ナトリウムですね
こいつらを中和させていきます
塩酸は塩化水素の水溶液ですよね 水酸化ナトリウム水溶液って言われたら水酸化ナトリウム
の水溶液です
塩化水素も水酸化ナトリウムも両方とも電解質ですから電離するんだよね
塩酸だったら、 水素イオンと塩化物イオン
水酸化ナトリウム水溶液だったら、ナトリウムイオンと水酸化物イオン
このように電離しているわけですよ
塩酸と水酸化ナトリウム水溶液でそれぞれがコンビを作っていたんだけど
また、違うコンビができちゃうわけです
水素イオンと水酸化物イオンが出会ったらすごく相性が良くて 僕たちで水になろうってなるわけ
ですよ
そしたら残った塩化物イオンとナトリウムイオンはどうするんだい?
だから仕方がない 水素イオンも水酸化物イオンも行っちゃったから。
僕たちコンビ作って、塩化ナトリウムになろうねって(多分嫌っていう感情はあるのかな?)
HCl+Naclt Nacl+Ha
H+
Nat
CH
だからこんな反応式になります
1つの水素イオンと1つの水酸化物イオンで1つの水ができる
そしたら、 皆さん
化学反応式を書く練習をしていきましょ
① 塩酸と水酸化カルシウムの中和反応
水

ページ16:

これちょっと大変ですね 係数合わせが出てきます。
②Hcy+CaCOH)2
↑
x2
214+2
24
Cat 2017
2120
CaCl2+2H2O
・塩・
水
解き方を解説しますね
まず水素イオンと水酸化物イオンを見つけます でも水酸化物イオンは係数が2ついてますよね
そしたらHCIの部分を2倍にして
ちょうど数が合うので、これで水を完成させます
そしたら余ったもの同士でコンビを組ませてあげて
塩化カルシウム(塩) となるわけです
そしてよく出てくるのは、 塩酸に水酸化ナトリウム水溶液をちょこちょこ加えてあげる実験です
BTB溶液と塩酸を入れたやつにちょこちょこ入れていきます
濃い黄色(強酸)→薄い黄色(弱酸) →緑色 (中性)→薄い青(弱アルカリ) →濃い青 ( 強アルカリ)
みたいな色の変化が見られます。
ここで中和が起こっているのはどこまででしょうか?
まず濃い黄色→薄い黄色 これは中和が起こっている
薄い黄色→緑 これも中和は起こっている。
だけど、次ね
緑から薄い青になった段階 これ中和ではないよね。
中和は酸とアルカリのが互いの性質を打ち消す反応だから
もう酸はない状態
だから、打ち消し合うって言う状態ができないから、中和ではない
塩化銅水溶液の電気分解
皆さんはい2年生の復習
分解って理科的な言葉でどんな意味がありましたっけ?
ただ分かれることだったら国語的な分解としては正しくても、理科的な分解としては間違ってます

ページ17:

1つの物質が2つ以上の”性質の異なる”物質に分かれることですよね。
だから、氷とかをハンマーで叩いてちょっと溶けかけたやつとまだ形を保ってるやつがあったと
しても、性質は同じだから分解とは言わないわけです
その中でも、 2年生の時は、 熱分解と電気分解ってのをやりました
覚えてますでしょうか
このうち電気分解をやります
まず、電気分解をより詳しく見ていきます
電解質を水に溶かしてイオンに分ける 電離でしたよね
電源を入れてあげると
皆さん覚えてますかね 去年の物理 電子ってプラスのマイナスに流れるかマイナスからプラス
に流れるか
大丈夫ですかねマイナスからプラスに流れますよね
実はこれ電気分解のルールみたいな流れっていうんですかねこれを押さえておけば何も難しい
ことないです。
そしたら1番最初の話から行きますね
まず電極を2つ用意します 電気を通す棒の事だと思ってください。
で、この電極はプラスの陽極とマイナスの陰極の2種類があるよ
水溶液中のイオンが自由に動けることが大事になってきます
電流を流すと 電子の流れとして捉えてもらって
マイナスからプラス
陽極側では、 陰イオン
陰極側では陽イオンですね
これがね、すごい混乱するところだと思ってて 電極の名前は、所詮場所を示すところだと思って
いただいて結構です
そうすると、陰イオンが電子を放出します そうするとどうなるか 元に戻りますよね
陰イオンって電子をもらってマイナスになったやつですから
その電子を放出したら、 元に戻るよね
そして、陰イオンが放出した電子を陽イオンが受け取って元に戻るみたいな感じです
そしたら、実験の本題に入ります

ページ18:

陰極
陽極
こんな感じになってます
まず電離するよってことで
式を覚えてください
CuCl2 →Cu2++2Cl
この状態で電源を入れます
そうすると陰極側 陽イオンの方ですよね
陽イオンは、銅イオンの方ですから
そうするとまず銅イオンは電子を受け取る側ですよね
そうするとCuつまりただの銅になる
そうすると、 陰極に銅がこびりつくんですよ だから陰極側では赤褐色になります。
対して陽極では 陰イオンが電子を放出するんですよね
塩化物イオンが電子を放出してCI2となります
塩素って、イオンの時は、 分子を作らないくせにね
既に電子1個もらって安定してるわけよ だから、 単体で分子になる事は無い
でも、塩素って気体なんですよね
そうすると、陽極側ではどうなるか ぶくぶく泡が出てくるわけですよ
だから、 電気分解すると
CuCl2 →Cu +Cl2
と反応式で表せるわけです

ページ19:

陰極
鉛
状況で表すとこんな感じでしょうか
塩酸の電気分解
陽極
0004446
0000
陰柾
陽極
次はこういったパターンのやつを見ていきましょう
塩酸の電離式はもう大丈夫でしょうけれども
HCI →H++Cl
これですよね
陰極側の反応では水素イオンが水素分子になる
電子を受け取るからだよね
そして、陽極側では塩化物イオンが塩素分子になる 電子を放出するから
そうすると、電気分解は

ページ20:

2HCI →H2 + Cl2
となるわけです
そして、私 絵を描いていたんですが 水素と塩素 この塩酸の所 高さが違うのわかりますかね
なんで塩素は小さくて水素は大きいのか説明できたら尚良しです
塩素が集まりにくいって表現を用いましょうか
塩素が水にすごく溶けやすいからですよね
気体として、集めようとしても1部の塩素が水の中に吸収されちゃう
電気分解の本質を抑えてしまえば、 こんなもの難しくないんですよ
イオン化傾向、ダニエル電池
最近ではちょっと私はよくわからないんですが
ボルタ電池って習うんですかね?
高校の化学では習うんですがその欠点を補ったのがダニエル電池なんよね
ボルタ電池を改良したのがダニエル電池なんですね
ちょっと今習ってるか皆さんわからないので今回はボルタ電池の説明は割愛します。
もし習っていますよっていう声があれば別のノートで作り上げると思います
今回のノートは基礎編なんでね
よりちょっと難しい内容を取り扱う際は別のノートで書きます
イオン化傾向 学校によっては習わないところもあると思います
なので、 発展内容として押さえておいてください
金属が電子を出してイオンになりやすい性質とか、その傾向のことをイオン化傾向とかいます
簡単に言うんだったら、 イオンになりやすさの度合いです
K > Ca > Na > Mg > Al > Zn> Fe > Ni > Sn > Pb>(H)> Cu > Ag
ちょっと大きい文字で書いてみましたけどこんな感じの流れなんですね
ここで押さえて欲しいのは、 銅と亜鉛だけです
これちょっと難しいので、詳しくは説明しません
そしたら、本格的にダニエル電池の話をやっていきます
ダニエル電池は 亜鉛と銅で基本的に出ます この性質の違いによって電流を流す電池なん
だってこと
電池... 化学変化を利用して電気エネルギーを取り出す装置
もっというと金属の中で、 電子が動く仕組みを利用して電子を生み出す装置なんだ
特にこの電池は2種類覚えてもらいたいんですが
一次電池... 1度しか使えない電池
化学反応で電気を作って反応が終わると元の物質に戻せないから 電気を作り切ったら、もう
使えなくなっちゃう

ページ21:

簡単に言うと使い切りタイプです マンガン電池とかアルカリ電池などの乾電池などが、これに該
当する
二次電池... 繰り返し使える電池
化学反応を逆向きにして充電する 電気を作る時と充電をする時とでは反応が逆になるんだ
だから、 何度でも使えるんだよ
充電して何度でも使えるタイプです
そして、皆さん、二次電池のときに新出単語として出てきましたがこれを見てくれてる99%の人
は聞いたことあると思います
いきなりすいませんね新出単語使っちゃって
充電…二次電池に外から電気を流して放電で変化した物質を元の状態に戻すこと
使う時、つまり放電するときは 化学 電気
貯める時、つまり充電するときは 電気化学
みたいな感じです
そして、ダニエル電池を覚えることがちょっと多いので皆さんにイメージとか簡潔にお伝えでき
ればいいかなぁと思ってます。
2n
CU
大体こんな見た目をしていますよ
先ほど、亜鉛と銅は抑えておけと言いました
ここで出てくるからです
ポイントとしては、 金属って水に溶けると陽イオンになりやすいです
(でも、全てがそういうわけではない)
今回の場合でいうと亜鉛ですね 陽イオンになるっていう事は電子をどうするんでしたっけ?
電子はマイナスですから 放出するんですよね
亜鉛はイオンになりやすい金属である 言い換えますと イオン化傾向が大きい金属

ページ22:

亜鉛と銅を比較したときの話ね 先程のイオン化傾向のやつを見てもらうと明らかに亜鉛の方
がイオン化傾向は大きいですよね
だから、陽イオンになるには、 自分よりもねイオン化傾向が小さい物質が必要になるわけです
電子を受け取ってもらう係ですね
イオン化傾向は、イオンへのなりやすさですから
大体電池ってこういう仕組みです
イオン化傾向が大きい物質が、 自分よりもイオン化傾向が小さいものに押し付けるみたいな
ここで素焼きの容器とセロハンで仕切ったりします
イオンだけを通して、 電子を通さないためっていうのが理由です
仕切らなかったらどうなるかっていうのが
少しボルタ電池の話をするとボルタ電池は仕切ってなかったんですよ
ボルタ電池って何かって言うと
亜鉛板と銅板を薄い硫酸とかに入れて導線でつないだような単純な電池です
電流は流れるんだけど、すぐ弱くなっちゃう
亜鉛板の反応だとZn→Zn²+ +2e'
銅板の反応だと2H+ +2e→H2
eは電子を表します
そして、銅板の反応で水素が出ているのがわかりますよね
銅板の表面ですよね。 これ
そうすると、電極の表面にも水素の気泡が溜まって電流が流れにくくなっちゃうんですね
この現象を分極なんて言ったりします
ボルタ電池の話はここまでにして、これの欠点を補ったのがダニエル電池です
仕切っているのはこれを防ぐためです
そして、ダニエル電池の場合、 2つの水溶液があって
硫酸亜鉛水溶液と硫酸銅水溶液 もう一つ仕切る理由があるんですが
この2つの液体が混ざるとどうなるか 亜鉛イオンと銅イオンが反応しちゃって 電子の流れがで
きないから電池が動かなくなってしまうわけです
以上が理由になります
一度、絵から電極を抜いたやつを用意します

ページ23:

亜鉛イオン
2f
zn
27
CL21 銅イオン
硫酸イナン
Sa
2-
So 硫酸イオン
硫酸水溶液
ちょっと水溶液の中にいるイオンを書いてみました
硫酸亜鉛水溶液側に亜鉛板を
硫酸銅水溶液
硫酸銅水溶液側に銅板を入れます
この時点では、 反応が起こらないのはわかりますかね
亜鉛と亜鉛 銅と銅では同じ種類 つまりイオン化傾向に差ができないから反応は起こらない
だから、亜鉛と銅をつないであげるんですよね
2n
CU
先程のやつですけれども
そうすると、イオン化傾向に差が生じるから、 反応が起こるようになります
亜鉛の方がイオン化傾向は大きいので 電子を放出する側ですね
そうすると、 亜鉛原子だったのが電子を放出することによって、 亜鉛イオンとなる。

ページ24:

陰極
Ge
CU
2n
すいません陰極と陽極が抜けてましたね
そうすると、亜鉛が溶けるから、 中にイオンが生じたわけですね
亜鉛は電子を何個放出するか 右上の数字を見てあげればわかる通り2つです
2年生の物理でもやりましたが、 電子の流れる向きはマイナスからプラスです
なので、試験とかでマイナス曲とかプラス極みたいなことが書かれてなくても
亜鉛が電子を放出するから 亜鉛側が陰極になるんだろうなみたいなことが推測できるわけです
亜鉛は細くなるんですけど 銅が太くなるんです
亜鉛の方がイオン化傾向が大きいから 銅は電子を押し付けられちゃうわけです
そうすると電子を受け取る係が銅になります
硫酸銅水溶液の中に銅イオンが存在するわけですが、 銅板に電子が回ってくるとその表面近く
にいるんですよ 銅イオンが
電子を受け取りやすい状態になっているみたいな
だから、銅板は電子を受け取らないんです
周りの銅イオンが受け取ります
そうすると銅イオンは、 銅原子になりますよね
亜鉛板の方では亜鉛原子がイオンになるせいでプラスに傾くのがわかりますかね
逆に、銅板では銅イオンが原子になるせいでマイナスに傾くわけです
そうすると、それぞれの水溶液で、 電気的な偏りが生じてしまうのでそれをなくそうとするため
に、水中のイオンが働いてくれるわけです
素焼きの仕切りとかを通ってイオンが行ったり来たりすることで電気的な中性を保とうとするわけ
です

ページ25:

硫酸亜鉛水溶液の亜鉛イオンと 硫酸銅水溶液の硫酸イオン この2つが行ったり来たりするん
です
亜鉛側はプラスに傾いてますよね 銅側はマイナスに傾いてますよね
それを打ち消すんだったら
亜鉛側がプラスだから 銅側のマイナスである硫酸イオンが亜鉛側に移動してきます
対して
銅側がマイナスだから 亜鉛側のプラスである亜鉛イオンが銅側に移動してきます
これで傾きを打ち消そうとするわけです
そして、もう一つあるのは今回亜鉛板と銅板を使いましたが
この亜鉛をマグネシウムに変えたらどうなるだろうってことです
つまり、絵で表すと
陰極
陽存
Ing
Cu
硫酸コグネシウム
Rach of file
こんな感じですね
実は、マグネシウムに関しては 亜鉛なんかよりもイオン化傾向は大きいです
亜鉛みたいにマグネシウムも溶けます
ただ、銅とマグネシウムを比較したときに、イオン化傾向の差ってさっきよりも大きいのはわかり
ますよね
銅と亜鉛の時よりも、イオン化傾向の差は大きいです
だから、電圧とかは大きくなってしまうわけです
イオン化傾向が大きいものほど電子を出しやすいですよね
イオン化傾向が小さいほど電子を受け取りやすいわけです
皆さん、2年生の時に酸化・還元を習いましたよね
高校では酸素じゃないんですけど、 電子の動きなんです
中学校のうちは酸素だと思っといて

ページ26:

片方の金属が電子を出します (酸化) もう片方が電子を受け取ります (還元)
それぞれの金属が電子を出したがり 電子を受け取りたがりその力に差があるわけです
この差が電圧を生み出すっていうことになります
電子がたくさん流れるから、 電圧が大きくなるんです
ちなみにもう一つ習うと思うんですが、 ここまで理解できてる皆さんは大丈夫だと思うので軽く説
明します
最初の亜鉛のやつと、 銅のやつを思い出してもらいたいんだけど
亜鉛はそのままで、 銅をマグネシウムに変えたらどうなるか
亜鉛とマグネシウムを比較したときに、イオン化傾向が大きいのはマグネシウムですよね
位置はさっきのままで金属だけを変えましたけど 電子の向きが逆になるのはわかりますね
先ほどセロハンとかで仕切りをしましたがこれを絶縁体に変えたらどうなる? 例えばガラスと
かね。
電気がつきません
この辺でアレンジ問題は終わりにしましょう
燃料電池
おそらくここが最後になります
燃料電池も、 電池の1種で
燃料電池... 水素と酸素の化学反応を利用して電気を生み出す装置
皆さん2年生の時にやった水の電気分解覚えてらっしゃいますかね
陽極で酸素 陰極で水素が発生するんでしたよね
純粋の水だと電気を通さないから、 水酸化ナトリウムを溶かしたりやってたよね
水素は陽イオンになって 酸素は陰イオンになります
体積比は覚えてらっしゃいますか
水素酸素=2:1
燃料電池の作り方はめちゃくちゃ簡単です

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今、こんな状況ですけど
陰柾
陽極
それでは作り方を解説します
まず、下の電極を電源から取り外しまして上の電極を導線でつなげてあげるだけ
これで終わりです
水素って水素イオンになるわけですから、 電子を放出するわけですよね
逆に、酸素は電子を受け取って陰イオンになるわけです
導線をつないであげることによって、 電子のやりとりの場を提供してあげてるみたいな感じです
電子を放出して酸素のほうに行くわけだから 水素側は陰極かな
一般的な燃料電池はイオンがくっつくようになっています
電気的なやつで、引力が働くわけですからね
でも、今回部屋が分かれているから イオンが水溶液と反応してしまうわけです
本当はめっちゃ複雑なんですけど 中学校の理科では、 そこまで複雑な過程は問われません
2つのイオンが引力によってくっつくんだなこれ程度で思っていただいて結構です
そして皆さん水素と酸素がくっついたら何になるかわかるよね 水ですよね
こいつらは、水を1回電気分解してそれをまた合わせてるんだから水ですよね
だから燃料電池は水の電気分解の反対のやつを使ってるんですよ
水しか発生しないわけだから、 環境にエコフレンドであると
試験では環境に優しいんだっていうことが問われま
す
ではこれで終わりにします