物質量がマスターできると，化学反応の量的関係について考えることができます。しかし，その前に必要なものがあります。それは化学反応式が正しくかけるということです。この章は，化学反応式と化学反応の量的関係についての勉強です。 　この章の学習内容は，次の通りです。 （１）化学反応式 （２）イオン反応式 （３）モル濃度 （４）化学変化の量的関係 　では，化学反応式からはじめましょう。中学校のときに，簡単な化学反応式を勉強しましたね。化学反応式にはどのようなきまりがありましたか。 １．反応物の化学式と生成物の化学式は，それぞれ左辺・右辺のどちらにかきますか？ 反応物の化学式は左辺，生成物の化学式は右辺にかく。 ２．左辺と右辺は，どのような記号で結びますか？ 化学変化の向きを示す矢印「→」 ３．水素と酸素が反応して水が生じる化学変化を，化学反応式で示しなさい。 ２Ｈ２＋Ｏ２→２Ｈ２Ｏ

（１）化学反応式 　化学変化において，反応する物質（反応物）と生じる物質（生成物）の関係を，化学式を用いて示した式 　（例）ＮａＣｌ＋ＡｇＮＯ３→ＡｇＣｌ↓＋ＮａＮＯ３ 　　　　ＣａＣＯ３＋２ＨＣｌ→ＣａＣｌ２＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２↑ 　 化学反応式中の↓は沈殿の生成を，↑は気体の発生を示す。 ＜化学反応式のつくり方＞ １）反応物の化学式を左辺に，生成物の化学式を右辺にかいて， →で結ぶ。 　 溶媒や触媒などはかき入れない。 ２）左辺と右辺でどの元素も原子の数が等しくなるように，化学式 の前に係数をつける。 　係数は最も簡単な整数比で表し，１を省略する。

係数が簡単に決められない化学反応式があります。そのようなときには，係数を未知数とし，両辺の各原子数に関する連立方程式をつくり，その値を求める未定係数法という方法を使います。例えば，アセチレンＣ２Ｈ２を完全に燃やすと，二酸化炭素ＣＯ２と水Ｈ２Ｏができます。この化学反応式を考えてみましょう。 各化学式の係数をａ，ｂ，ｃ，ｄとおくと， ａ Ｃ２Ｈ２＋ｂ Ｏ２→ｃ ＣＯ２＋ｄ Ｈ２Ｏ となりますね。両辺の各原子の数は互いに等しいはずだから，次の関係が成り立つ。 Ｃの係数から　２ａ ＝ｃ Ｈの係数から　２ａ ＝２ｄ Ｏの係数から　２ｂ ＝２ｃ ＋ｄ ａ を１とすると，ｃ ＝２，ｄ ＝１，ｂ ＝５/２ 係数は整数だから，全体を２倍すると，次の化学反応式が得られる。 ２Ｃ２Ｈ２＋５Ｏ２→４ＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ 　次はイオン反応式です。塩化ナトリウム水溶液に硝酸銀水溶液を加えると，塩化銀の白色沈殿が生じますね。この反応について考えてみましょう。まず，化学反応式で示します。 　 ＮａＣｌ＋ＡｇＮＯ３→ＡｇＣｌ↓＋ＮａＮＯ３　 　ところで，塩化ナトリウムは水溶液中でイオンに分かれていますね。これをイオン反応式で示すと，次のようになります。 　 ＮａＣｌ→Ｎａ＋＋Ｃｌ−　 　硝酸銀も水溶液中でイオンに分かれています。これもイオン反応式で示しましょう。 　 ＡｇＮＯ３→Ａｇ＋＋ＮＯ３−　 　生成した硝酸ナトリウムも水溶液中でイオンに分かれています。 　 ＮａＮＯ３→Ｎａ＋＋ＮＯ３−　 　すなわち，ナトリウムイオンＮａ＋と硝酸イオンＮＯ３−は，変化していないことになります。

（２）イオン反応式 　イオンが関係する反応において，反応しないイオンを省略した化学反応式 　左辺のもつ電気の量と右辺がもつ電気の量は等しい ＜塩化ナトリウムと硝酸銀の反応＞ 　（化学反応式）　ＮａＣｌ＋ＡｇＮＯ３→ＡｇＣｌ↓＋ＮａＮＯ３ 　（反応しないイオンを消去）　 　Ａｇ＋＋ＮＯ３−＋Ｎａ＋＋Ｃｌ−→ＡｇＣｌ↓＋Ｎａ＋＋ＮＯ３− 　（イオン反応式）　Ａｇ＋＋Ｃｌ−→ＡｇＣｌ↓ ＜炭酸カルシウムと塩酸の反応＞ 　（化学反応式）　ＣａＣＯ３＋２ＨＣｌ→ＣａＣｌ２＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２↑ 　（反応しないイオンを消去）　 　ＣａＣＯ３＋２Ｈ＋＋２Ｃｌ−→Ｃａ２＋＋２Ｃｌ−＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２↑ 　（イオン反応式）　ＣａＣＯ３＋２Ｈ＋→Ｃａ２＋＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２↑

濃度というと％濃度を思い出しますね。しかし，この濃度は溶媒の質量と溶液の質量の関係を表したものです。化学では，物質の質量より粒子の数を知りたいことが多いのです。そこで，モル濃度です。

（３）モル濃度 　溶液１Lあたりの溶質の物質量〔ｍｏｌ〕であらわした濃度 →モル濃度 　ｎ/Ｖ 〔ｍｏｌ/L〕　ｎ：溶質の物質量〔ｍｏｌ〕，Ｖ ：溶液の体積〔L〕 　ｃ 〔ｍｏｌ/L〕の溶液をｖ 〔ｍL〕とったとき，その溶液に含まれる 溶質の物質量→ｃｖ /１０００〔ｍｏｌ〕

モル濃度で表される水溶液をつくるときは，メスフラスコを使います。メスフラスコの使い方を説明しましょう。１．００ｍｏｌ/Lの塩化ナトリウム水溶液をつくるには，１Lのメスフラスコを使うと便利です。塩化ナトリウム１ｍｏｌは５８．５ｇですから，５８．５ｇの塩化ナトリウムを溶かして，水溶液を１Lにすればよいのです。ただし，メスフラスコの中で塩化ナトリウムを溶かしてはいけません。溶解熱により容量が変化するかもしれないからです。ビーカーの中で塩化ナトリウムを水に溶かして，メスフラスコに移します。もっちろん何度もビーカーを水で洗う必要があります。洗液もメスフラスコに移します。最後に水を加え，液面を標線と一致させます。しかし，ここで終わりではありません。水溶液の濃度を均一にするため，よく振ることが必要です。活栓をして，口を下にしたり上にしたり繰り返します。　 　　　　 　それでは，最後に化学反応の量的関係について考えることにしましょう。化学反応式は２つのことを意味しています。

（４）化学反応の量的関係　 ＜化学反応式の意味＞ １）反応で変化する物質の種類を，物質の化学式で表す ２）反応で変化する物質の粒子の数の比，すなわち物質量（ｍｏｌ）の比を，係数で表す ＜量的関係＞ 　（化学反応式）　 ２Ｈ２ ＋ Ｏ２ → ２Ｈ２Ｏ（気） 　（物質量） ２ｍｏｌ １ｍｏｌ ２ｍｏｌ 　（質量） ２×２．０ｇ ３２．０ｇ ２×１８．０ｇ 　（体積） ２×２２．４L ２２．４L ２×２２．４L 　体積は標準状態に換算したもの

次の章では，実験で量的関係について調べてみます。炭酸カルシウムＣａＣＯ３に塩酸ＨＣｌを加えると，二酸化炭素ＣＯ２が発生しますね。 　　 　この反応を，ビーカーの中で行うと，生成した二酸化炭素が逃げますから，その分質量が減少します。もし，質量の減少分を発生した二酸化炭素の質量と仮定すると，炭酸カルシウム，塩酸，二酸化炭素の量的関係がわかるはずですね。さて，どうなるでしょうか。 　　 　それでは，この章の学習内容の確認です。 １．化学変化において，反応する物質と生じる物質の関係を，化学式を用いて示した式を何といいますか？ ２．次の化学変化を，１の式を使って示しなさい。アセチレンＣ２Ｈ２が完全燃焼すると，二酸化炭素と水になる。 ３．イオンが関係する反応において，反応しないイオンを省略した１の式を何といいますか？ ４．次の化学変化を，３の式を使って示しなさい。硫酸銅（ＩＩ）水溶液に亜鉛を入れると，亜鉛はイオンになって水溶液に溶け，銅は金属の単体に変化する。 ５．密度１．１ｇ/ｃｍ３，質量パーセント濃度２０％の塩酸のモル濃度はいくらですか？

答
１．化学反応式または反応式
２． ２Ｃ_２Ｈ_２＋５Ｏ_２→４ＣＯ_２＋２Ｈ_２Ｏ
３．イオン反応式
４．Ｃｕ^２＋＋Ｚｎ→Ｃｕ＋Ｚｎ^２＋
５．塩酸１Lの質量は，１０００×１．１＝１１００〔ｇ〕です。１１００ｇの塩酸には，塩化水素は１１００×２０/１００＝２２０〔ｇ〕の塩化水素が溶けています。２２０ｇの塩化水素は，塩化水素のモル質量が３６．５ｇ/ｍｏｌですから，２２０/３６．５＝６．０２…〔ｍｏｌ〕ですから，約６．０ｍｏｌ/Lとなります。