ノートテキスト
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中1理科 化学分野 物体と物質 ここでは、物体と物質って言う似たような言葉の意味を勉強していきます 実は、物体と物質の違いっていうのは何に着目するかなんですよ 物の外観 見た目ですね 形とか大きさとか使い方とかこの見た目に着目したときの呼び方を物 体 そして、そのものを構成している材料に、 着目したときの言い方を物質といいます 例えばフライパンとかだったら明らかにこの凹んでるところに何か入れてやるんだろうな みた いな事は推測が多分つくと思います。 どこからどの角度で見ようが形とか大きさで判断してるようなね。 例えばそれが鉄でできてよ うがアルミニウムできてようが 所詮、 フライパンなんです だから 結局この物体はフライパンだなと そしてこのフライパンは何でできてるんだろ 鉄かなて言った時 このフライパンは鉄でできて るとしましょう その時の物質って言われたら鉄ですよ! だから、鉄でできてるフライパンだったら 結局物体はフライパンだし物質は、 鉄です アルミニウムでできてるフライパンだったら 物体はフライパンだし物質はアルミニウムですよね それで物体を見分けるのは別に見た目からだから簡単ですよ じゃあ物質を見分けるにはどうしたらいいのって話をします フライパンがどんな材料でできてるかはわかんないわけですよ 手触りとかにおいで調べるのもあるよね 電気を通してみる 磁石を近づけてみる 熱してみた り、水に入れてみたり、 薬品を使ってみたり。 でも、手っ取り早いのは密度って考え方なんです 物質の種類って一定だから調べたらわかっ ちゃいますよね! あと、今後よく出てくる言葉として質量とありますここで説明することではおそらくないと思うんで すが新しく出てくる用語ですのでこの内容のおまけってことで 物体そのものの量のことで、場所によって変化しないものですね 重さとすごい似てます 決して重さと=ではない 重さは測るところによって全然違います でも質量はどこで測ろうが一緒です。 詳しくは物理の方で出てきます
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物質のグループ分け まず金属と非金属から見ていきたいと思います 金属... 鉄とか、金とか銀などの物質 意外と定義が難しいんですよ 実は金属は結構いろんな共通点があります。 それらの性質を全 て兼ね備えているようなものを金属って言ってるわけです 金属の共通点を今から見ていきたいと思います ①金属特有の輝きがある この特有の輝きのことを金属光沢といいます 磨いてあげると光りま すよね。 基本金属で輝いてないって言ったら大体錆びてます。 2年生で習うんですけど、 サビの原因は酸素がくっついてるんです 酸化なんて言ったりするんで すけどね。 磨いてあげると光を反射したような感じになります ここで間違わないで欲しいのは金属が自分から勝手に光ってるわけじゃない 光を受けて、それを反射する形で、 我々の目に届いてるって感じなので真っ暗の部屋で金属置 いといたら勝手に光だして照明代わりになるとかそんな事はないです。 https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%85%89%E6%B2%A2 こんな感じです 光があるから輝いてられるんですよね ②叩くとうすく広がる性質がある。 この性質を展性といいます まさに金箔とかそうですよね。 あれって本物の金ですよ あれをめちゃくちゃ薄くしたやつです。 金箔って言うと 鹿苑寺金閣とかそうですね 足利義満が建てたで有名ですね 京都の北の方、 北山ってところに建ててある だからこの金閣を含めて 北山のところに義満の 山荘があったらしく、 この頃の時代は北山文化なんて言いましたね おそらく歴史で習ってるんじゃないでしょうか? めっちゃ話がそれちゃいましたね
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③引っ張ると伸びる性質があるこの性質を延性といいます ④電気をよく通す 物体が電気を通す性質 この性質を電気伝導性といいます だからよく電気 伝導性が高いなんて表現がなされたりしますね よく実験で使う導線 ケーブルみたいになってますが、 外側を取ってあげると中身は銅とかでで きてますよね これは金属が電気をよく通してくれる性質があるから使われてるんですね ⑤熱をよく伝える 熱をよく通す性質のことを熱伝導性といいます フライパンとか 基本的にアルミニウムとか鉄でできてるわけですがこいつら金属なので食材に 熱をよく通してくれるわけです そして間違いやすいのは、磁石にくっつくってところですね 実は、磁石にくっつくことって金属の共通する性質ではないんです 例外として、鉄とかニッケルとかそういう金属は磁石にくっつくんですけれどもほんとに金属の 中でもごく1部って感じですね 金属は一旦終わりにして、 非金属に行きますね 非金属 金属以外の物質 例えば、ペラペラの紙もそうですし、 プラスチックとか酸素とかそういうの 金属以外なんだなって思ってくれればオッケーです 続きまして、有機物と無機物の話をしておきます これもめっちゃ重要です 有機物... 炭素を含む物質 実は、炭素を含む物質のほとんどって水素も含んでるんです だから、有機物は燃やすと二酸化炭素と水が生じることが多いです 二酸化炭素は必ずですけ ど。水素があれば水も生じます。 そして、有機物以外の物質を無機物と言います だから、 炭素を含んでるから燃えると二酸化炭素が生じる これは必須条件になります。 これ必 ずす。 ただ、水素を含んでいるだから、 燃えると水になるっていうのはほとんど該当はするんですが 必ずとは言い切れません て言うと、実は有機物例外がいます 炭素を含んでるくせに、無機物に分類される 二酸化炭素とか一酸化炭素 炭素って名前がついてるから炭素含んでます だけど、例外的に無機物です。 そして、生物に関するやつは、基本的に有機物になります 例えば死骸糞とかですね あとこの後白い粉末についてやるんですが 砂糖とか片栗粉とか小麦粉も有機物です。 あと、よく出てくるのは、ペットボトルとか
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無機物はそもそも燃えませんとか燃えたとしても二酸化炭素生じませんとかそういう奴らです。 食塩とか水とか金属とか あと、もう一つ炭素そのものは、無機物としてみなします では白い粉末の分類を見ていきたいと思います 食塩と砂糖と小麦粉 こちら実験動画ですね https://youtu.be/DMAIsVsjt0o?si=eeOxts8GbXTWkUUT ほとんどこの動画の内容をここで解説するみたいな感じになってます てかほとんどそうなの 見た目とか手触りを見てみたりガスバーナーとかで加熱してみたりこの後ガスバーナーにつ いて使いますね 水にぶち込んでみたり 食塩と砂糖と小麦粉 水に溶かそうとすると、小麦粉だけ溶けません そしてガスバーナーで加熱すると、 食塩だけ燃えません。 つまり食塩は無機物です。 砂糖と小麦粉は有機物ですね それだけですかね。 ざっくり これは2年生の予習的な内容にはなりますが ものが燃えるってのは、酸素が基本的に絡んでくるんです で炭素は酸素がくっつくと二酸化炭素になります そして 水素は酸素がくっつくと水になりま す。 酸素がつく反応のことを酸化なんて言い方をします 実験器具の使い方 ここで確認したいこととしては、3つ道具 ガスバーナー 上皿てんびん メスシリンダーですね まずガスバーナーって聞いたことあると思いますその道具の動かし方と言うのはここで見ていき たいと思います
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ガス調整ねじ 元栓 空気調整ねじ コック 引用 https://chugaku.manabihiroba.net/rika/qusbunner.html この画像に書いてある4つの部分の名前 確実に覚えてください まず元栓・コック この2つの箇所が閉まっている場合、 ガスは通れないからガスバーナー使えま せん 問題は、ガス調節ねじと空気調節ねじが上と下どっちにあったっけみたいな人がいます 実際私がそうでした笑 覚え方としてはですねまあちょっとお下品なお話ですが 人間と同じだと思ってください どういうことか 人間おならを出す時って下から出しますよね つ まり下側がガス調節ねじ そして、空気を吸うのは口からですよねよって上が空気調節ねじ それぞれガスの量と空気の量を調節するためのネジですね この2つの開け閉めする方向を覚えて欲しいんです 基本ペットボトルと同じです 皆さんペットボトルの飲み物とか手元にあったらそれでキャップ開けてみてください 両方のネジとも、両方ペットボトルの開け方、閉め方と同じ方向です
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試験で、どっちかわからなくなったら 机の上でペットボトルを開ける素振りをしてみてください 机の下とかでやったら、カンニングを疑われちゃうので堂々とやってあげて下さい ペットボトルを開ける方向は反時計回り ペットボトルを閉める方向は時計回りですよね! ちなみに、この際に、 ガス調節ねじを回してあげると、 空気調節ねじも一緒に回ってしまうんです ねだから上側を抑えて下だけ回さないように注意してくれよってことですね 空気調節ねじの場合はガス調節ネジを抑えて回すと だから、この2つはつながっちゃってるわけだ それでは使い方を見ていきたいと思います ①ガス調節ねじ・空気調節ねじを閉めてあげるこれなんで行うかって言ったら 仮にネジが空い ていたとしましょう この状態で元栓・コックを開けたとしますそうすると ガス漏れが起きますよ ね。 そうすると、危ないのでね だから、この2つのネジが閉まっていることを確認してあげないといけ ない ②元栓・コックを開けるガスを通してあげるってことです ③ガス調節ねじを開ける 実際この時ってのは先にマッチとかライターとかで火をつけておきま しょう ネジを開けちゃってからだとその間にガス漏れが起きちゃいますから ④火を近づけてから、 ガス調節ねじを回すこうすることで炎の大きさってのを調節していくわけ です こちらですね ガスの量が変化すると、 炎の大きさってのが変化します。 ざっくり目安としては、 炎の大きさとしてね。 10cmぐらい ⑤空気調節ねじを回す 炎の色を青くしてあげるんです。
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空気の量が 不足してい る。 適正 空気の量が 多すぎる。 https://x.com/Haqua_424/status/1230821287196422146 左側 赤色の炎ですねこれは火をつけたばっかりだと思ってください。 そうすると、空気の量が不足してしまうので、 不完全燃焼の状態だから、 空気を増やしてあげる ことで青くしてあげる この青くしてるのが完全燃焼の状態です だから、 安全確認が済んだ後は結局根本からやってあげればいいんだよって話 逆に、火を消す場合はこれと全く逆の操作をしてあげれば良いことになります そして、理科の授業でガスバーナー使いますけれども 1度目って意外と火がつきにくいんです なぜなら、ホースの中の空気が出てくるから せっかくマッチを近づけてでも消えちゃうんですよ そして、事前にやってほしいこととしては空気調節ねじ・ガス調節ねじこの2つがちゃんと回る かっての確認しときましょ これを確認しておけばスムーズなので それでは、次に上皿天秤の話をしていきます 調節ねじ 針 分銅 http://www.city-takaoka.jp/joho/rika/kigu/TENBIN.HTM はい、こんな道具です まず水平な台に置いてあげます 傾いてたら針が均等に触れませんよね
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そして、物を乗せない状態で釣り合ってないといけない そりゃそうですよね この状態じゃないと そもそも使えませんし、釣り合わない場合は、調節ねじを回して合わせてください! では、準備段階の話は終わりにして使い方について見ていきましょう ここで利き手によってちょっとやり方が違うんですなので一応このノートでは右利きの方を前 提に話を進めていきます 左利きの方は(左) みたいに書きます 必ず右とかではないので では行きます まず、何度も動かすものは基本的に利き手側になります そして、針が真ん中にありますねこれは止まった時ではなくて 左右等しく振れてるな オッケー とみなします そしてこれは部品が痛むって言う理由で 片付けてあげる時はお皿を片方に重ねてあげる あと画像に分銅とありますねこれがおそらく重さ書いてあります。 実際のやつだとて言った ときに1,000mgと書いてあるやつがたまにあるんです これどういうことかって言ったら=1gにな ります 上皿天秤って用途によって使い方が全く違うんです 物体の質量を測りたい場合と決まった質量の物質を測り取る場合 ちなみに、粉末で測る時は薬包紙というオブラートみたいなやつがあります これに包んで測りま すからね。 調節ねじ 針 分銅 念のためもう一度画像を貼りました では、物質の質量を測りたい場合を話していきたいと思います 片方のお皿に何かの物体が乗ってます 分銅を利用して、 この物体の質量を測ってみましょう。 1発で分銅を乗せて釣り合いました ごく稀にありますがそういう時はラッキーです。 まず1発で釣り合うなんて事はめったにないですね まず分銅は利き手側に置きます 何回も下ろしたり持ち上げたりするので 逆利き手側だと大変 ですよね そして最初はちょっとだけその物体より重そうな分銅を選んであげましょう
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軽いやつからちまちまやってると時間かかっちゃうのでしかも釣り合わないってなったら 何回も 手間がかかるのでね これで重すぎたってなったら 1段階小さい分銅と交換してあげます これを繰り返してあげること で釣り合わせてあげるんですね。 最後に載せた分の分銅の質量を全部合計して 質量を測っていくってことになります では、次決まった質量の物質を測り取る場合これを見ていきましょ 分銅を置く場所は、この場合 逆利き手のほうになります 大体の場合が粉末なのでてか、 私は粉末以外見たことがありません まず測り取りたい分の質量と同じ分だけ分銅を載せます そしてもう一方のお皿に薬品とかを ちょこちょこ入れていきます 粉末とかだと足りなかったら入れてあげればいい 超えちゃったら戻せばいい それだけです では、最後にメスシリンダーの使い方を見ていきます × |100ml 160 注意点 (mL)=(cm²) (目)の位置 × 目盛りの 50 →物の(体積)がはかれる https://www.try-it.jp/chapters-1521/sections-1522/lessons-1528/point-2/ では見ていきましょう これは、物の体積を図るための道具です 例えば、水をメスシリンダーに流し込んであげて、 メモ リを読み取るだけで入れた分の水の体積がわかるって感じ。 まず、最初は、 水平な場所に置く 大体理科の実験器具は水平なところに置きます。 水平じゃなかったら、傾いて見るところによっては、 体積がもう全然違うとか それ以前に倒れて中のやつがこぼれちゃったりとかしますね 実はめっちゃ簡単なんです ただ、メスシリンダーのメモリを読む上で注意するところが4つほどあります まず1つは単位に注意しなさいってところです
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メスシリンダーの1メモリって1mLを表してることが多いんだけど 実際体積の単位って言われた らcmですよね メモリの単位が違うんですだから 1mL=1cm みたいな感じで、 単位の変換をやってもらいたいわけです そして、メスシリンダーに液体を入れてあげると、 端っこがクイって上がってるの見えますねそし て真ん中位が平らになってる。 ② 水 こんな感じですよね 1番のメモリと、2番のメモリ どっちを読むんですか? て言うと、答えは2番 この1番のクイって上がってるのは表面張力ですから1番はフェイクってこと になりますね。 平らになっている液面で読む。 これは覚えといてください そして 1メモリの10分の1まで読め これは1mLの10分の1ですから0.1mLまで読まなくてはいけないメモリとメモリの間のどれぐらい まで液面あるんやろうかていうのなんとなく読み取ってください 注意点4つ目は目線の高さです どの位置からメスシリンダー眺めてあげればいいんですか? しゃがんだり背伸びしたりして見た ら、高さが全然違って見えますよね だから、 メスシリンダーで体積を測る時って 液面が平らになっているところに目線を合わせてあ げないといけないんだと 密度の計算 まずおそらく1年生の理科で、 最初に苦戦するのはここじゃないかなと思います そうです計算ですっ☆ 密度 密って字がありますね イメージとしては詰まってるって感じです。 例えば、皆さんがカラオケに行くとしましょう 1人カラオケと4人カラオケだったら 4人の方が狭く 感じませんかね そりゃそうだろうって話なんですがなんでかつったら同じ面積の部屋に多くの人が集まってるか です。 それを物質に置き換えたってイメージを持ってくれればいいです
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例えば、ある物質があります 10cm3で100gの物質A 100cm 100gの物質B これを比較してみましょう て言ってもめんどくさいじゃないですか だからこれを1cmあたりということで、比べやすくしたいから統一しましょう こんな感じで、 1cmあたりの質量にします これを密度といいます。 ちなみに、物質AとBはどっちの方が重いかって話をします これ物質Aは1cmだと10g 物質Bだと1cm²だと1gと言うことになりますよね て事は、明らかに物質Aの方が重いってことになります こんな感じで、同じ大きさに統一すると比較は結構簡単ですよね そして、密度を表す単位としてg/cm²とあります これがどういう意味かって言うと 皆さんは立方センチメートルの前に1が隠れてると思ってください それで1cm3ではOgだよ みたいな感じになります 例えば3g/cm²だったら 1cmでは3gだよ 1.5g/cm²だったら1cm²では1.5gだよ みたいな感じです この単位の読み方 グラム毎立方センチメートルグラムパー立方センチメートル どっちでも大丈夫です それでは今から3つほど演習問題をやっていきます ①体積が25cm²で質量が200gの物質がありますこの物質の密度を計算してください。 密度は1cmあたり何gかでしたよね! つまり体積を1に合わせてあげたいんですよ つまり25で割り算してあげればいいですよね。 だから 1cmあたりだから8gですよね よって、答えは8cmとなります 実は密度の公式って 質量÷体積で求めることができますが 実際にテストで公式を忘れちゃっても、こういう風に導くこともできますよって言うことでした 実際やってる事は変わりませんから ②密度が2g/cmの物質があります この物質の質量が150gの時 体積を計算してください これも密度の意味から考えてみましょうか 要は、1cmあたり2gの物質がありますよとじゃあこれを何個集めたら150gになりますか? て言ってるようなもんなんですよ だからこれを75個集めればいいんですよねよって体積は75cmとなるわけですよ これも密度の公式を変形して得ることができるもので、体積=質量密度 なんですよ やっぱり公式を丸暗記するより、 こっちの方が個人的には理解力もつくしいいかなと思ってます ③密度が3g/cmの物質がありますこの物質の体積が40cm² の時の質量を計算してください
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これも公式に頼らず行きますよ~! しつこいようですけど1cmあたり3gの物質がありますと これが40cmだったら何gありますか? てことなんですよ。 答えは40 × 3をしてあげて120 だから、 120gですよね 所詮 密度の単位の意味さえ抑えておけば、 何も難しくないですからそこまで難しく考えないで あげてください 密度が泣いちゃいますからね笑 そして、密度が大きいものは同じ体積で、比較した際に重いです 密度は1cmの中に質量の元がどれほどぎっしり詰まってるのか ですからね だから全体の質量って体積によって大きく左右しますので だから、同じ体積で比較した場合と少し強調させてもらいました ちょっと非現実的なお話をすると アリの頭ぐらい小さい金を用意したとします 軽いですよね。 密度は大きいですけど 一方で、家くらいのわたあめがあったとしましょう あれは中身結構スカスカなので密度は小さ いです ただ量があるので重いですよね。 だから、同じ大きさ(体積)で比較しましょうってことです だから、密度が大きいってのはぎゅっと詰まっていて 同じ大きさだったらずっしりしてるよねみた いな そんな感じで思っといてくれればいいかなと思います では、次に、何かを水の中に入れるみたいなことを考えていきます 水よりも密度が大きい場合 それは沈みます 逆に、水よりも密度が小さいのであれば浮きます じゃあ 水の密度を1.00g/cm²としておきます じゃあこの中にある物質Xを入れます。 この物質Xの密 度は1.70g/cm²としますねこれを水に入れました。 じゃあこの物質Xは、水に対して浮くのか沈 むのかって話です 密度は水より大きいですよねよって沈むって感じです。 気体の集め方と性質 ここからは身の回りの物質っていうところを終えまして 気体について触れていきたいなと思いま す ここはちょっと長めになります ここで扱う気体は皆さんに馴染み深い 二酸化炭素とか酸素とか窒素とか水素とかアンモニアと か塩素
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この6つですかね その前に気体の集め方について 主にその気体の特徴によって3つ集め方があります まず1つはこのような集め方です 主に酸素とか水素とか窒素とか二酸化炭素がこれらで集めることができます 水の中にありますね こんな感じの気体の集め方を水上置換法といいます 基本的に、この方法が使えるのは、水に溶けないとか溶けにくいものです 水に溶けちゃったら、 意味がないですからね https://youtu.be/8L1FFhrEK k?si=lSnQz7AhtwLOaZcc こちら実験動画になります 実際に見てもらったほうが早いので そしたら水に溶けやすい奴らは、どうやって集めればいいんだよって話で ① 上野換法 この2つの集め方があります 下買理法 これ1番は上側に向いてますよね とすると、 空気よりも密度が低い気体は上のほうに行くんです からざっくり言うと空気よりも軽いものですこういった気体は1番上方置換法を使って集めます
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逆に、空気よりも重いものを集める その時は2番の下方置換法と言うものを使います まとめますね まず水に溶けにくいとか溶けないようなものは水上置換法 そして、水に溶けやすいもので、 空気よりも軽いものであれば上方置換法 水に溶けやすいもので、 空気よりも重いものであれば下方置換法を用いて集めていくことになり ます では、気体の集め方はここまでにして、今からいろんな気体の性質を紹介していきたいと思いま す 〈酸素〉 まず覚えて欲しいのは、 酸素が空気中でどのぐらいの割合を占めているか そして、ものを燃やすのを手助けしてくれる働きがある そして、水に溶けたとき あと酸素の作り方ですね さて、皆さん小学校のおさらいです 乾燥している場合だから一旦水蒸気とかは除外して酸 素って空気中の大体何%位を占めてるでしょうか?
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酸素 21% その他 アルゴン 二酸化炭素 など 窒素 78% 引用 https://tigakutasu.com/kukinososei/ これを見てもらえばわかりますが、 21% まぁ大体2割位ですね これは覚えてください そして酸素は水に溶けにくい性質を持ちます。 つまりどのような手法で集めれば良いでしょうか 水に溶けにくいから、 水上置換法で良さそうですよね そして、酸素は、 物を燃やすのを”手助け”する役割を持つんです この性質を助燃性といいます 読んで字のごとく燃えるのを助けてくれるってことですね。 ここで勘違いしないでほしいこととしては、 酸素は自分自身が燃えるわけではないんです 燃えるの助けるだけです だから、酸素ガスで充満されたところに燃えてるものを入れたら、それが激しく燃えるってことにな ります
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そして、酸素はこれも知ってると思いますが、 呼吸にめっちゃ必要です 生物の基本ですね 動物も植物も呼吸ってのを行います。で呼吸で酸素を吸ってこれを材料 に生きるためのエネルギーを作ってるわけです だから必要ですよね では、酸素の作り方です まず二酸化マンガンって言うものを用意します ちょっと写真持ってきますね。 https://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%8C%E9%85%B8%E5%8C%96%E3%83%9E%E3%8 3%B3%E3%82%AC%E3%83%B3 こんな黒い粉末みたいなやつです この二酸化マンガンってやつに薄めた過酸化水素水 (を加え ます そうすると水と酸素が生じるんですね ただ、ここで二酸化マンガンは、 反応の手助けをしてくれるだけの物質なんです 自分自身は変化してません このように自分自身は変化しないけど、 反応を手助けしてくれるような物質を総称して触媒といい ます。 ちなみにこの薄めの過酸化水素水 オキシドールなんて言われたりもしますが これに肝臓のかけらで代用することもできます 実は、肝臓のかけらには体で働くバージョンの触媒があるんです 2年生でやりますが、 体で働くバージョンの触媒を酵素なんて言ったりするんですけどね これが 過酸化水素水を水と酸素にする反応を手助けしてくれたりします 肝臓 教科書によってはレバーって書かれてるものもあったり (久々にレバーが食べたくなりました) 後は、酸素系の漂白剤とかにお湯を加えてあげても酸素が発生します それでたまに勘違いが起こるので、 言っときます二酸化マンガンがあるからって二酸化に引っ張 られて二酸化炭素の作り方と勘違いする人がたまにいます 酸素ですので、 そこだけは気をつけてください 〈二酸化炭素〉 二酸化炭素で1番重要って言っても過言じゃないのが 石灰水に二酸化炭素を加えて混ぜてあ げると、さて何が起こりますか?
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これも皆さんは習ってると思います 白く濁ります。 これめっちゃ重要です 1年生だったら二酸化炭素の発生のところだったり、 植物が呼吸してるん だ 2年生だったら、 炭酸水素ナトリウムって物質と1番最初の最初に習います これの確認であった りそれほどめちゃくちゃよく出てきます 二酸化炭素が絡んできたら、 大体石灰水も絡んでくるんで白く濁るってのは絶対覚えてください そしてこれも知ってる人は多いんじゃないかなと思うんですけど、 二酸化炭素の中に燃えている ものが入ってくると火は消えます そして、よく試験に出てくるのは、二酸化炭素が水に溶けた場合と二酸化炭素の固体状態につ いて 二酸化炭素は固体にしてあげるとドライアイスってやつです このノートの最後の方で状態変化ってのをやります 物質は3つの状態を取るんだけどそのうち の1つが固体になります https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%89%E3%83%A9%E3%82%A4%E3%82%A2%E3%82 %A4%E3%82%B9 これがドライアイスってやつです 実は二酸化炭素をめっちゃ冷やすとこんな状態になります
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そして、これは二酸化炭素は水に溶けると酸性を示す 弱い酸性ではありますが この二酸化炭素が水に溶けたやつをなんて言うか 多分皆さんコンビニとかで飲んだことあると 思います そうです。 炭酸です。 ちなみに、天気の雨ってあるじゃないですかあの雨って弱い酸性です なんでかというと雨に二 酸化炭素が溶け込んでるからです そして、この酸性・中性・アルカリ性 BTB溶液ってのを使って表せます 酸性中性 アル カリ 性 リトマス試験紙 赤 x BTB溶液 緑 フェノールフタレイ ン溶液 x x THE THI 赤 こんな感じなんですけれども真ん中の列を見てください BTB溶液は酸性だと黄色 中性だと緑色 アルカリ性だと青色になります つまり、 炭酸は黄色ですね! 他のやつは2年生とか3年生で扱うので、 覚えたい方はどうぞ それでは、二酸化炭素の作り方に入りますね ・貝殻、 チョーク、 石灰石 こいつら3つに共通することが全部主成分が炭酸カルシウムってやつ ですこいつらに塩酸を加えると二酸化炭素が発生します。 ・炭酸水素ナトリウムの加熱 これは2年生の1番最初の実験で出ます。 ただ、二酸化炭素が生じるって点はちょっと抑えといて欲しいなってところです . 炭酸水の加熱 これはなんとなく推測つきますよね。 炭酸は二酸化炭素が水に溶けたやつで すから。 肝心の集め方ですが 二酸化炭素は2つあります 特徴さえ知ってしまえば、もう集め方は大丈夫ですよね まず二酸化炭素は水にあんまり溶けません(少し溶ける程度です。) ですので、 水上置換法○ あと、二酸化炭素は空気と比較すると密度が大きいですつまり重いので下のほうに行きますよ ね。 よって下方置換法でもオッケーです
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〈窒素 > まず、 特徴は、 空気の大体80% さっき見たやつをもう一回貼りますね 酸素 21% その他 アルゴン 二酸化炭素 など 窒素 78% こんな感じですもんね 特徴としては、これだけ覚えてくれればオッケーです。 覚えることが少ないけど、 1つ難しいことを言いますね では、窒素の作り方で 1種類覚えてくれればオッケーです 亜硝酸ナトリウムと塩化アンモニウムを混ぜて加熱 これだけオッケーです。 名前が覚えにくいだけです笑 実際にどんな物質かってのはちょっと見てもらいましょうか
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引用 https://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%9C%E7%A1%9D%E9%85%B8%E3%83%8A%E3%8 3%88%E3%83%AA%E3%82%A6%E3%83%A0 これが亜硝酸ナトリウムってやつです あと、集め方は水に溶けにくいので水上置換法です では次行きます 〈水素〉 では、水素の特徴は 自分で燃えます 酸素は燃えるのを手助けするだけ。 水素は自分で燃える。 ごちゃごちゃになっちゃうんですよ そして水素は燃えると水になります。 水と酸素が反応して水になるんですが、 これも2年生で勉強してください あと、水素は気体の中でも1番軽いんですよ 仮に風船に水素を入れると手を離したらプカ〜って 行っちゃいますね! 実際燃えたら危ないので入れませんけどね笑 この2つだけ覚えてくればオッケーです そして、水素の作り方ですが 金属に塩酸を加えると発生します ただすべての金属かって言ったら違うんですよ。 塩酸を加えて水素を出す実験によく出てくる。 3大金属は、 亜鉛と鉄とアルミニウム だけど、基本的に金属に塩酸を加えたら水素発生するよ ただ例外もいるけどね 金銀銅 この3つは、よく例外として挙げられますね そして、水素は水に溶けにくいですですので、水上置換法でオッケーですね!
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〈アンモニア〉 アンモニアはほとんど嫌われキャラです ただ、アンモニアのことをよく知ってくれたら、 成績も多分ちょっと上がります 私は保証人ではないので分かりませんが ではいきましょう まず水に溶けるとアンモニアはアルカリ性になります 先ほども貼りましたけど、 アンモニアはちょっと覚えといてもらいたいかなと思います 酸性中性 アル カリ 性 生 リトマス試験紙 赤 BTB溶液 緑 青 フェノールフタレイ ン溶液 × 赤 基本的に、ざっくりとしたイメージ リトマス試験紙とBTB溶液は比較的暖色よりの色 リトマス試験紙とBTB溶液では、アルカリ性は比較的寒色系 ただし、フェノールフタレイン液を利用した場合は、アルカリ性は赤色になります だからアルカリ性はちょっと例外的にフェノールフタレインっていうのも覚えてくださいって感じで す フェノールフタレインを利用したアンモニアの噴水ってのも有名ですね ちょっと画像を貼ります 引用 https://rikadiary.cocolog-nifty.com/kusuda/2010/12/post-234b.html
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こんなやつです ちょっと説明すると まず、フラスコの広いところ丸いところですねこの中にアンモニアが入っています。 そして、アンモニアが入ったフラスコに水を加えていきます そうするとアンモニアが水に溶けてア ンモニア水になりますから 実は、そこが気圧が低くなります。 その隙間にフェノールフタレイン液が入ろうとどんどん上がっ ていって フェノールフタレイン液にもアンモニアが溶けます そしてフェノールフタレインはアルカリ性だと赤 い色を示しますよね。 そうすると赤色の噴水ができるみたいな感じです。 実際にその実験動画ってのも載せておきます https://youtube.com/shorts/0AABW0cA3h8?si=2pR33NHhNaTuq2Rx 今見てもらった通り、アンモニアってすごく水に溶けやすいんですよ つまり、水上置換法で集めるのはマッチしていないんですよ そしたら 空気と比較したときに軽 いのか重いのかがわかればいいですよね 空気と比較すると軽いです つまり集め方は上方置換法となります そして色は無いけど、においは刺激臭と呼ばれる鼻を突き刺すようなツンとした感じです はいで作り方ですよ問題は 3つあります ①水酸化ナトリウム+塩化アンモニウム+水 これが1番ド定番の話 ②水酸化カルシウム+塩化アモリウムを加熱 カルシウムとナトリウムがね似てるからごちゃご ちゃになりますね そって、1番楽だと思うのが ③アンモニア水を加熱 これは頑張って覚えてください それでは、次が最後になります <塩素〉 皆さんプールとか学校でやりますかね 私の頃はコロナの影響を受けて、 体育でプールはやらな かったんですが 個人的に水が怖いのでありがたいんですけどね プール独特のにおいってあるじゃないですか プールが嫌な理由の1つはそのにおい あと、夏場のアスファルトがくそ暑い あと通所地獄のシャワーと言われるあのめっちゃ冷たくて 痛いシャワーも嫌です。 以上より私は学校の体育のプールが嫌いなんですが別にそんな話どうだっていいんですよ。 プール独特のにおいはちょっとだけね そういった刺激臭があります これはちょっと覚えてください。 刺激臭 で性質なんですが、 塩素には殺菌とか漂白作用があるってところです プールにばらまいてやってるんですよ そのにおいですね。 よくインクの色を落とすなんてやったり
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後は水に溶けると酸性を示します そして人体に対して有毒なんです。 といっても、プールはめちゃくちゃ薄まっているから大丈夫なんですけどね めっちゃ濃度が濃い塩素だとめっちゃ危ないです (語彙力がないですけどね。) そして、塩素は水に溶けやすいけど、 空気よりかは重いので下方置換法で集めることになるかな と思います 発生方法では、 塩酸を電気分解すると生じます 電気分解も2年生で勉強してください。 めちゃくちゃ長かったですが気体についてはこれで終わりにします。 次からは水溶液について見ていきたいと思います 水溶液の基本と物質の分類 では見ていきましょう 食塩(溶質) 水(溶媒) 食塩水 (水溶液) for the これですね ここでは基本的用語と性質 そして最後の方で物質の分類っていう話をしていきま す では、今から4つぐらい用語やります 上の画像で、食塩と水を混ぜて食塩水を作りましょうみたいなことをやってるんですが 完成した食塩水の方を見てもらいたいわけですがここでの食塩の立ち位置ってのは溶けてい る物質ですよね こんな感じで溶けている物質のことを溶質といいます 砂糖水とか砂糖がこれに該当するわけですよね! そして、食塩水の中でも、水はどういう立ち位置か物 今、 せっかく新しい言葉を勉強したので 使いましょうか 溶質を溶かしている立場ですよね。 こんな感じで溶質を溶かしている液体のことを溶媒といいます そして、溶質と溶媒が混ざって 1つの食塩水って形になってる
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この溶質、溶媒を合わせたもの、 全体を溶液と言いまして 特に溶媒が水の場合は水溶液といい ます 例えば、炭酸水さっきやりましたね 炭酸水が水溶液だとするのであれば 溶質と溶媒は答えられますか? 溶質は二酸化炭素 溶媒は水ですね! では、次これはまだやってないので、答えられなくても大丈夫です 塩酸はどうでしょう 塩酸は 塩化水素って言われる気体が水に溶けたものです つまり溶質、、、 塩化水素 溶媒 水 となるわけですね では、水溶液の性質の方を見ていきます この3つの条件を満たしてほしいってわけですけれども その条件から見ていきたいと思います まず、水溶液は透明でないといけません ここで勘違いしないで欲しいのは透明って透き通って るって意味ですけれど 無色透明って言葉があるじゃないですか 色がない。 NAWE 引用 https://www.mirai-kougaku.jp/laboratory/pages/250905.php はい、こちら透き通ってますね でも青色ですよね。 実は透明って透き通ってればいいんです。 色がついててもだから、これは透明なんですよ 色がついてたら透明じゃないって勘違いする人がたまにいるので、一応載せておきました 物質が水に溶けたら散らばるんですよ そうすると粒が小さいから隙間ができるので、 透き通って 見えるわけです。 そして、水溶液であるための2つ目の条件が、 濃さがどこも同じです そして3つ目の条件が沈殿 しないんです。 粒が小さいから沈殿することないですよねだから濃さがどこも一緒です
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だから皆さんが飲んでる。 お味噌汁 あれって粒が大きいから、時間が経つと沈殿して下のほう に沈みますよね。 つまりお味噌汁は水溶液と言うことはできません。 粒が大きいから、下のほうに行っちゃうと、濃さは均一ではなくなってしまうし 無理矢理混ぜて やっても、隙間があんまりできないので透き通っては見えませんよね だから、水溶液の本質は、 粒が小さいことです では次に物質の分類の話に入りたいと思います 物質 純物質 混合物 こんな感じになってます まだ純物質の後も続きそうなんですけれどもこれは2年生の範囲になるので皆さんは純物質 と混合物ってのを覚えてください では行きますよ でも、皆さんに聞きます。 水は純物質と混合物。 さてどっちでしょう。 空気は純物質と混合物どっちでしょう 説明を聞いた後に、これは答えれるようにしてもらいたいんですね! 純粋な物質(純物質)... 1種類の成分からできている物質 例えば、先ほどやった食塩もっと理科っぽく言うのであれば、 塩化ナトリウムってものです 後は、水も酸素も水素も鉄もあれも全部1種類の成分からできるものですよね 逆に、食塩水とか空気とか海水とかそんな感じでいろんなものがごちゃごちゃになってる もっ と正しく言うのであれば 2種類以上の物質が混ざってできているような物質 これを純粋な物質とは逆に混合物と呼んで るわけです ただ、ただこれだけです では答え合わせです 水は純粋な物質です 空気は混合物です
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質量パーセント濃度 やっぱりここも少し難易度は高めです 濃度があんまり好きな人いないと思います そもそも、この濃度ってなんやねんて話ですが 溶液の量に対しての溶質の量の割合です。 例えば、皆さん100個のチョコレートがあるとしましょう その中でも5個はイチゴ味です では、イチゴ味は全体の何%ですか? これは5%ですよね 割合の計算って難しいってイメージが多いと思うんですが 所詮全体の要素の中でもそれを構成 する中身って何%ですか?って言ってるようなもんなんですよ。 溶液全体に対して、溶かしたもの (=溶質) が何%を占めているかを質量パーセント濃度といいま す そしたらちょっと本格的な問題出しますね そこまで身構えなくても大丈夫ですよ〜 どういう偏見を持ってるんでしょうか 例えば、 90gの水に10gの食塩を入れたとしましょう これは全体の100gのうち10g分が溶質です よね そうすると、この質量パーセント濃度は10%ってことになります 割合の計算は中身全体のイメージを持ってください 中身って言うと溶質のことです 次 溶質25gを水100g 溶かした水溶液の質量パーセント濃度を求めてくださいなんて言われたら 全体分の中身ですから 全体は125gですよね そしてその125gの中身 (=溶質)は25gあるわけ です つまり、中身÷全体だから 25 125 = 0.20 なんだけど% の表記にしてあげないといけないから× 100をしてあげる だから、 0.20 × 100 = 20 だから20%だよね て言うことなんですよ 何も難しくないですよね いたって、そういう内容を公式は難しくしてるんで す 質量パーセント濃度に溶質(み)×100 溶液は L溶質+溶媒 こんな公式で習うと思うんですけどね
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中身÷全体をしてそれだと%表記にならないから%表記にさせるために × 100をしてあげてるこ れだけなんです。 やってることとしては だから公式ってあんまり覚える必要ないような感じがします ただ、テストで質量パーセント濃度の公式を書いてくださいって言われた場合は別ですけど まぁ、その公式を書いてくださいなんてテストには多分出ないと思います では、もうちょっと練習をやっていきましょう ①濃度5%の食塩水が300gあります この食塩水に溶けている食塩の重さは何gですか? 溶質は溶液の40%だ この問題に合わせてあげるのだったら、 食塩は食塩水の40%だ 食塩水に倍率をかけてあげればいいわけですよね これは%の意味がわかってれば大丈夫ですね %って× 100してるものだってのはわかりますよ ね つまり、5%ってのは、 0.05倍って言い換えれます × 100とは逆の操作である100をした結果で す。 だから、全体にこの0.05という数を掛け算してあげればいいですよって 300 x 0.05 = 15 よって答えは15gとなるわけです では、ある程度理解できたと思いますので、 私もちょっと心を鬼にしますね! ②濃度10%の砂糖水200gに水50gを加えました できた砂糖水の濃度を求めてみやがれ 問題の口調まで鬼になりましたね! まず最初の段階で砂糖がどれぐらい溶けてるかわからないですよね 求めましょう てことで 10%ってのは0.10になりますか てことで①番と解き方が同じです 200 × 0.10 = 20 よって20gと出るわけです 次に、全体を求めてあげると250g そして中身は20g そしたら、 中身全体をしてあげますので 20 + 250 = 0.08 これを× 100をしてあげて%に直します よって、答えは8%となるわけです 水を増やしたら濃度は薄くなりますよね でも砂糖の量は変わってませんからね。 水を増やした だけですので。 ろ過のやり方 ここからはろ過について見ていきたいと思います ろ過... 固体と液体の混合物をろ紙を使って固体と液体を分離する方法
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ガラス棒 ビーバー 3液 こんな感じですね ろ紙の折り方は、こんな感じです 漏斗 3紙 三重 2つ折りにする。 4つ折りにする。 円すい形に開く。 https://ameblo.jp/tekisei-kensa/entry-12632080845.html 例えば、泥水から綺麗な水を取り出したいですってなったとき まず使い方ですね まず最初に4つ折りにしたろ紙を円錐状に開いてそれを漏斗に当てます
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引用 https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%BC%8F%E6%96%97 貼り付けるような感じですかね そこに蒸留水をかけてろ紙と漏斗を密着させていきます その後に、その溶液を静かに注いでいきます 実はこの際に4つほど注意点がありますので、 それを確認していきます ①注ぐ側の溶液、 つまり濾過する側の溶液に関しては、ある程度は放置しておいて固体を沈殿さ せておいてから、 上澄みから濾過して行きます →先に固体が付着すると濾紙の目が塞がるから 濾過にかかる時間がめちゃくちゃ長くなります 実際に、ろ紙はめちゃくちゃちっちゃい穴が空いてます ろ紙の穴よりも大きいものは通れません よね。だから、分けることができるんですよ! ろ過する側の溶液に関して 漏斗に注ぐ際には、ガラス棒を伝わらせること →濾過する溶液が、 周囲に飛び散らないようにするため
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漏斗の先端(尖った方) は、 ビーカーの内側の壁 (内壁) につけておく →漏斗の足なんて表現をしたりしますけどね 濾液が途絶えることなく流れ落ちて濾過の速度 が速くなるからですね 濾過する溶液は、最大で濾紙の八分目程度の高さまで入れる →溢れるのを防ぐため この4つの注意点とやり方さえ覚えてしまえば濾過の問題はある程度対応できます 固体の物質に関しては濾紙の上に残るわけです そして、 液体の物質に関しては濾紙を通過し て、下に濾液として残るわけです 溶解度と再結晶 これも結構苦手な人が多いかなと思います いきなりですが、 実践問題からやっていきましょう 何の説明もなしにと思うと思いますが、 実践問題をやっていく中で、 どういう風に解いていけばい いのかっていうのを見ていきます では、やっていこうと思うのですがその前に知らない用語が出てくると思うので、 まずここの5つの 用語をしっかり覚えてください ① 溶解度... 水100g (=100cm²)の水に溶ける限界の量 ②飽和... 物質が水に限界まで溶けることまた物質が限界まで水に溶けた水溶液のことを飽和 水溶液といいます 一旦ここで区切りますね 溶解度ってかなり難しいのでふざけたイメージを考えてきました 皆さん、このコップに入ってる水の量だったら 砂糖を30g溶かすことができます 10gだったら余 裕で入りますね。 20gだったら、まだまだ余裕で入りますよね 30gだったら限界! 40gだったらもう無理だそうすると入りきらなかった。 10gはどうなっちゃうんだろうって言ったら 溶け残ってしまうわけですよ この限界まで溶かせる量のことを溶解度と言うわけですがここでめちゃくちゃ重要ってなるのが 水100gに対してと言う基準が設けられてるんですね ③結晶... 規則正しい形をしたこと固体 ④再結晶... 水に溶けた物質が再び結晶として現れること では演習問題いきましょう ちょびちょび難易度が上がっていくので ①20℃の水100gにある物質は最大30gまで溶かすことができます この時のこの物質の溶解度 を求めてください これは余裕ですね 溶解度というのはある温度で水100gに溶かすことのできる最大なので
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最大30gまで溶かせるって書いてありますもんね よって答えは30gとなります ②溶解度が30gのある物質があります これを20℃の水100gに40g入れました 溶け残る量を求 めてください これは限界が30gなんですけど、 10gオーバーしちゃってるわけですよね だから、この10gの分だけが溶け残ります ③ある物質の20℃における溶解度は水100gに対して20gである では、水200gでは最大何g 溶かすことができるか これですね 水の量が2倍になってますね。 とすると溶ける量も2倍になりますのでの。 20×2 = 40 よって40gとなります ④ある物質の溶解度は20℃では20g 60℃では50gです 60℃の水100gにこの物質を50g溶かしました これを20℃まで冷やすと何gの物質が析出する か 実は、温度を下げてあげると溶解度が小さくなるような物質だと、それまで溶けていられたもの が溶け切れないって言う扱いに変わっちゃうことがあります だから溶けきれなかった分は固体と して出てきてしまうみたいなことが起こります これを析出なんて言い方をしたりします。 では、実際にやってみましょうか 60℃では全部溶けられてますよねところがそれを冷やしちゃった結果 20℃だと最大20gしか 溶けてくれないわけです そうすると30g分が出てきちゃうわけですね 実はこの問題のパターンを理解してくればとりあえずオッケーです では、お待ちかね グラフの読解をやっていきたいと思います 溶解度曲線ってやつ
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260 240 砂糖 220 200 '180 160 - に140 硝酸カリウム け120 00gの水にとける質量[g] 100 Hamajima Shoten 80 ミョウバン (結晶) 60 40 ............ 食塩 20 0 0 20 40 60 80 100 温度 [°C] https://www.hamajima.co.jp/rika-binran/term/?/term/12312 こんな感じで、横軸に温度 縦軸に溶解度を取ったグラフになります これで何を読み取っていきたいんですかって話ですよ
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皆さんに聞きたいんですが水があります。 これってこの水に対しては、物質って無限に溶け続 けるんでしょうか? それともいずれ限界があるんでしょうか? 答えとしては、限界が存在します 物質によってよく溶けてくれるものとそうじゃないものもあるわ け。 グラフを見てもらえばわかりますが、 温度のところで右に行くほど温度は高くなってます つまり熱 いってことですよね! 縦は上のほうに行くほど溶解度が大きくなる つまり 溶ける量の最大値が大きくなるわけです つまり、このグラフの言いたい事は、 水の温度が上がるほど溶ける量の最大値 (溶解度)が大きく なるよってことですよ でよくある問題ですね めっちゃ定番の問題をやっていきます どう考えていけばいいかって話。 これは点を打ってあげるってところです ①20℃における硝酸カリウムの溶解度は大体何gか ② 20℃の水100gに硝酸カリウム40g入れました 大体何g溶け残りますか ③ 20℃の水100gに硝酸カリウム30gを溶かしました これを60℃まで温めると最大約何gの硝 酸カリウムを溶かすことができますか ④40℃におけるミョウバンの溶解度は、大体何gか ⑤次のうち温度による溶解度の変化が最も小さいと考えられる物質はどれですか? ア:砂糖 イ:硝酸カリウム ウ:ミョウバン エ:食塩 これは一度アナログでやってみますね
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260 240 砂糖 220 200 に140 硝酸カリウム '180 160 け 120 100gの水にとける質量[g] 100 ミョウバン 80 (結晶) 60 40 ......R.R.R....S 食塩 20 0 20 40 60 80 100 温度[°C] ちょっと自分で書いてみました わかりやすいようにカラー印刷でやりました もう一度問題書きますね ①20℃における硝酸カリウムの溶解度は大体何gか ②20℃の水100gに硝酸カリウム40g入れました 大体何g溶け残りますか
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③ 20℃の水100gに硝酸カリウム30gを溶かしました これを60℃まで温めるとさらに約何gの硝 酸カリウムを溶かすことができますか ④40℃におけるミョウバンの溶解度は、大体何gか ⑤次のうち温度による溶解度の変化が最も小さいと考えられる物質はどれですか? ア:砂糖 イ:硝酸カリウム ウ:ミョウバン エ:食塩 ちょっと砂糖とか食塩には申し訳ないですね 特に砂糖には申し訳ないんです。 硝酸カリウムとかが1番考えやすいかなと思って出しましたけど ①番 20℃と書いてあるので、そこから上に線を引きます そして硝酸カリウムの線とぶつかると ころがありますよね。 そこから今度は横に線を引いてあげると大体目分量で30のところに行き着きます よって約30gとなります ② ちょっと難易度上がりましたね 20℃は①のところから最大約30gぐらいなのがわかりますので 40gはオーバーの範囲になっちゃいます よって差をとって10gが溶け残っちゃいます これが答 えです。 ③これは2つの比較問題ですね グラフより20℃だったら最大30gぐらい そして、60℃だったら最大が110gぐらいですよね だから今度は温めてるわけだから、 溶解度は大きくなります だから、 110 - 30 = 80 よってさらに80g溶かすことができるようになります ④これはなけなしの問題です ミョウバンの出番がないとかわいそうだと思ったので これは画像では青で書きました 多分大体25gになると思います グラフの読解も意外と大したことないですよね! 状態変化 では 状態変化って話をしていきます 一気 蒸歌 (気化) 融解 固 液 for 凝固 イラストとしては、こんな感じ
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実は、物質ってのは温度によって姿、 つまり状態を変えるんです これを状態変化といいますそのままですね そして、物質が取る状態っていうのは3つあります これを物質の三態といいます 物質の三態 固体と液体と気体となります 今、新しく勉強した単語を使って、 状態変化をさらに定義するのであれば 物質が固体、液体、気体の間で状態を変化させていくことになります そして、画像にはちょっと難しめの言葉が載ってます 私が中学生の時は習ったんですけど、 今は習うかちょっと怪しいけど、一応言葉を書いときます 固体を加熱して液体にすること、、、 融解 液体を冷却して固体にすること、、、 凝固 液体を加熱して気体にすること、、、 蒸発 (気化) 気体を冷却して液体にすること、凝縮 (凝結) 固体から液体を経由せずに気体になること、、、 昇華 気体から液体を経由せずに固体になること、、、 昇華 (凝華) この画像では、赤色の線が加熱を表している線 青色の線が冷却を表している線になります この6個になります そしたら、この状態変化の物質の三態をつぶつぶで表してみましょう こんな感じです 今からふざけたイメージを言いますね その前に、画像で粒の数は違いますけれども、矢印を書くために数を少なくしてるだけであって 実際数は変わりません 粒の数が変わらないって事は質量も変わらないってことです。 状態が変化しようが、 質量は変わらないのは絶対覚えてください 体積と密度がちょっとややこしいので 実は固体は怖がりなんですよ 周りに敵がいるのかわからないんですけど、こうみんなで集まっ て、ブルブル震えてるんですね
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そして、皆さんは、 体積は行動範囲 密度はどれほどぎゅうぎゅうしてるかそんなイメージを持っ てくれ! (明らかに理科としてはめちゃくちゃ間違った教え方をします イメージでのお話ですので、鵜呑み にはしないでください。) まず固体はギュウギュウしてる つまり密度としては大きめです そして怖がりです。 だから行 動範囲は狭いです。 つまり体積小さめって感じです。 固体は密度が大きいけど、体積は小さめなんですね そして気体はビュンビュンビュンビュン飛び回ってます つまり行動範囲としては広いですよね。 よって体積は大きいです。 そしてこいつ怖がりでもなんでもないです だからもう自由奔放みたいな感じですね て事は、他の奴らとは、感覚としては広くなってますので密度は小さいです 気体は密度が小さいけど、体積は大きい 液体はその両者の真ん中です ちゃんと言うと、こんな感じ 実は加熱すると、このつぶつぶの動き 運動なんて言ったりするんですけど、激しくなるんですよ これはめちゃくちゃ難しいので、とりあえず加熱したら激しくなると思っていてください 固体は鈍 いんだけど 気体の状態はかなり動きが激しくなるって感じです そしてちょっと用語ですね 消点 融点 温度 十 時間 こんなグラフがあります これは加熱していって、 その温度の変化を表したグラフなんですが とりあえず横になってるところありますね これを水としましょう 最初は氷のみです そして0℃になったら溶け始めますよね だから、ここで横になってるのは固 体・液体混じりってことになります 融解の途中で、 2つの状態が共存してるような感じです 加熱はしてるんだけど、 変わってないんです これなんで変化してないかって言うと 温度を上げ るためじゃなくて 状態変化のためだけに熱のエネルギーが利用されてるんですね
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こういう段階を経て液体・気体になるわけです こんな感じで状態変化のためだけに使われるよう な熱を潜熱といいます そして、状態変化が終わったらまた温度が上がり始めて真ん中の斜めってるところが液体です そしてまた横になってるのは、 状態変化のためだけに、 熱が使われてるからですよ〜 つまりここ では液体・気体が共存している状態 そして状態変化が終わったらまた上がっていく。その時の 状態は気体だけです 左側に沸点と融点とありますね。 この2つは特に覚えてください 沸点…液体が気体になるときの温度 融点... 固体が液体になるときの温度 沸点の沸 沸騰とかでもよく使われますよね あれをイメージしてくれるとわかりやすいかなと思います そして、問題は融点ですよ 漢字の読みクイズです 「融ける」 これなんて読みますでしょうか? 答えはとけるです だから氷が溶けて水になるみたいなイメージを持ってくればいいかなと。 で、水に関しての沸点と融点はすぐ答えられるようになってもらいたいですね 水が凍るのは何℃ですかね? 0℃ですよね。 氷から水になるのも同じです融点は0℃ そして、水の沸点 だから、 液体から気体になるときの温度 100℃ですよね! これは普通に常識として知っといて欲しいかなと思います 蒸留 では、最後に蒸留についてやっていきます 私が何かやらかしました「あーやっちゃった水とエタノールを混ぜてしまった エタノールだけ (あるいは水だけ) 取り出したいな、、、」 どうやったらそんな混ぜちゃうんでしょうかね そんな時に役立つのが蒸留です 完璧には難しくても、出来る限りやっぱり取り出したいわけですよ そこでこのエタノールと水の沸点の差を利用して分離しましょう こんな感じで、 液体と液体の混合物 (あるいは液体と固体の混合物)において、 沸点の差を利用 して取り出す方法を蒸留といいます 蒸留、、、 液体と液体 (あるいは液体と固体) の混合物を加熱して、 液体を気体にさせてそれを冷 却して再び液体として取り出す操作
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温度 (°C) 100 78 0 水が 多く集まる 加熱時間 https://chuugakurika.com/2018/01/07/post-1312/ こちらのグラフを見てもらうとこれがエタノールと水の混合物を加熱しているときの温度変化で すね 何か気持ち悪い動きをしております 水の沸点はもう即答できますよね 100℃ですね! エタノールの沸点って大体78℃です エタノールの方が沸点低いんですよ つまり78~100℃の間だったら、 エタノールだけが気体にな るのわかりますかね エタノールをまず気体にしてその気体を冷やして、 エタノールを液体にします そうすれば、エタ ノールだけを取り出すことができるって感じです。
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蒸留 出てきた気体の温度 温度計 をはかるため、温度 計の液だめの位置は 枝の部分 温度変化 [℃] 枝付きフラスコ 水の沸点 100℃ エタノール の沸点 78°C 半分以下 沸騰石 突沸を防 ぐため! -エタノールが盛ん に沸騰してる! 水 0 5 6 7 8 9 10 加熱時間 [分] 出てきた気体を冷 やし液体に戻す https://exam.fukuumedia.com/rika1-9/ 一旦ちょっと実験器具の方 右ですね これを見てもらいたいんですが。 これ水は冷やすところです 氷水とかでも大丈夫です。 基本は冷水のイメージを持ってくれれば 78℃以上になるとエタノールは気体に乗ってガラス管を通って試験管のほうに入っていきます 試験管は冷えていますから、そこでエタノールが液体に戻って液体のエタノールを集められるっ て原理です で、こんな感じで、 混合物はグラフを見てもらえばわかるんですが、 沸点がはっきりしてません そして、試験管は大体2、3本使います そして1本目ぐらいにエタノールが多く集まってくるんだっ てところは抑えときましょう では、実験の注意点を解説して、このノートは終わりにしたいと思います ① まず、 枝付きフラスコの丸っぽいところこの枝付きフラスコに入れる液体の量は、 容積の半分 以下になります →溶液を入れすぎると、 沸騰した際に枝のほうに液体が入ってしまい、 ガラス管のほうに行っちゃ います ② 枝付きフラスコを加熱するときに金網を敷くこと →直接加熱してしまうと、ぶっ壊れる可能性があるから ③沸騰石を入れる →液体の突沸を防ぐため 突沸は溶媒の中の気泡が原因です 容器の壁面とかに付着している場合が多くて 一度煮沸処理を行いました そうすると異物の付着がなくて、凹凸の少ない容器を用いた場合 は、やっぱり沸点に到達しても、 沸騰しないことがあるんです この状態を過熱と呼びこの状態
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がずっと続いて限度を超えてしまうと、急に大きい気泡を出して激しい沸騰を見せるんです この 現象を突沸と呼びます 激しい沸騰だから、 高温の液体が周囲に飛び散らされるから危険 ④ 枝付きフラスコに温度計をセッティングしておきます そこで 温度計の球部 (温度を測るとこ ろ)の位置は枝付きフラスコの枝の位置です ここでよく勘違いが起こるのは枝付きフラスコの液体に温度計をそのままジャボーンってぶっ刺 してしまう人がいます これは間違いですからね 温度計は、液体の温度を測るためではなくて出てくる気体の温度を測りたいわけですから これで解説終わりにします
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