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質量(しつりょう)保存(ほぞん)の法則(ほうそく)

カワウソ先生密閉(みっぺい)した容器(ようき)の中(なか)なら、沈殿(ちんでん)ができても気体(きたい)が出(で)ても質量(しつりょう)は変(か)わらない。ふたを開(ひら)けて気体(きたい)が逃(に)げたときだけ質量(しつりょう)が減(へ)ると覚(おぼ)えよう。

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  1. 化学(かがく)変化(へんか)の前後(ぜんご)で、反応(はんのう)に関係(かんけい)した物質(ぶっしつ)全体(ぜんたい)の質量(しつりょう)は変(か)わらない。これを質量(しつりょう)保存(ほぞん)の法則(ほうそく)という。
  2. 密閉容器(みっぺいようき)の中(なか)で硫酸(りゅうさん)と水酸化(すいさんか)バリウム(新しいタブで開きます)水溶液(すいようえき)(新しいタブで開きます)を混(ま)ぜて白(しろ)い沈殿(ちんでん)(硫酸(りゅうさん)バリウム)ができても、容器(ようき)全体(ぜんたい)の質量(しつりょう)は変(か)わらない。
  3. 密閉容器(みっぺいようき)の中(なか)で炭酸水素(たんさんすいそ)ナトリウム(新しいタブで開きます)と塩酸(えんさん)を反応(はんのう)させても質量(しつりょう)は変(か)わらないが、ふたを開(あ)けると気体(きたい)が逃(に)げて質量(しつりょう)が減(へ)る。

詳しく

ポイント

化学(かがく)変化(へんか)の前後(ぜんご)で、反応(はんのう)に関係(かんけい)した物質(ぶっしつ)全体(ぜんたい)の質量(しつりょう)は変(か)わらない。これを質量(しつりょう)保存(ほぞん)の法則(ほうそく)という。密閉容器(みっぺいようき)の中(なか)で反応(はんのう)させ、反応(はんのう)の前後(ぜんご)で全体(ぜんたい)を同(おな)じ天(てん)びんで比(くら)べると確(たし)かめられる。

密閉容器(みっぺいようき)の中(なか)で硫酸(りゅうさん)と水酸化(すいさんか)バリウム水溶液(すいようえき)を混(ま)ぜると、白(しろ)い沈殿(ちんでん)(硫酸(りゅうさん)バリウム)ができる。化学(かがく)反応(はんのう)式(しき)(新しいタブで開きます)は「H₂SO₄+Ba(OH)₂→BaSO₄+2H₂O」で、沈殿(ちんでん)ができても容器(ようき)全体(ぜんたい)の質量(しつりょう)は反応(はんのう)の前後(ぜんご)で変(か)わらない。

沈殿(ちんでん)ができる反応(はんのう)だけでなく、気体(きたい)が発生(はっせい)する反応(はんのう)でも、密閉容器(みっぺいようき)の中(なか)であれば全体(ぜんたい)の質量(しつりょう)は変(か)わらない。

沈殿ができる反応と質量保存の法則Asatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

実験(じっけん)で確(たし)かめる

密閉容器(みっぺいようき)の中(なか)に炭酸水素(たんさんすいそ)ナトリウムと塩酸(えんさん)を別々(べつべつ)に入(い)れてふたを閉(し)め、容器(ようき)全体(ぜんたい)を天(てん)びんにのせてから混(ま)ぜ合(あ)わせる。気体(きたい)(二酸化炭素(にさんかたんそ)(新しいタブで開きます))が発生(はっせい)するが、ふたを閉(と)じたままなら反応(はんのう)の前後(ぜんご)で質量(しつりょう)は変(か)わらない。

次(つぎ)に、そのままふたを開(あ)けると、発生(はっせい)した二酸化炭素(にさんかたんそ)が容器(ようき)の外(そと)へ逃(に)げていき、天(てん)びんにのせた質量(しつりょう)が減(へ)る。これは、気体(きたい)という形(かたち)の物質(ぶっしつ)が容器(ようき)の外(そと)に出(で)たために、容器内(ようきない)に残(のこ)った物質(ぶっしつ)の質量(しつりょう)だけが減(へ)ったからである。

この実験(じっけん)から、質量(しつりょう)が変(か)わらないのは密閉容器(みっぺいようき)の中(なか)という条件(じょうけん)があるからで、気体(きたい)が逃(に)げるなど物質(ぶっしつ)が外(そと)に出(で)てしまえば、その分(ぶん)だけ質量(しつりょう)は減(へ)ることがわかる。

気体が発生する反応と質量の変化Asatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

なぜそうなるか

化学(かがく)変化(へんか)では、原子(げんし)の組(く)み合(あ)わせ(結(むす)びつき方(かた))が変(か)わるだけで、反応(はんのう)に関係(かんけい)した原子(げんし)の種類(しゅるい)と数(かず)は変化(へんか)の前後(ぜんご)で変(か)わらない。原子(げんし)が新(あたら)しくできたり、なくなったりすることはない。

化学(かがく)反応(はんのう)式(しき)の係数(けいすう)をそろえる作業(さぎょう)(検算(けんざん))も、この考(かんが)え方(かた)にもとづいている。左右(さゆう)で原子(げんし)の種類(しゅるい)と数(かず)が一致(いっち)していれば、反応物(はんのうぶつ)の原子(げんし)はすべて生成物(せいせいぶつ)の中(なか)に組(く)み込(こ)まれているはずである。

原子(げんし)1個(こ)の質量(しつりょう)は反応(はんのう)の前後(ぜんご)で変(か)わらないため、原子(げんし)の種類(しゅるい)と数(かず)が変(か)わらなければ、それらが組(く)み合(あ)わさってできる物質(ぶっしつ)全体(ぜんたい)の質量(しつりょう)も変(か)わらない。これが質量(しつりょう)保存(ほぞん)の法則(ほうそく)が成(な)り立(た)つ理由(りゆう)である。

確認問題

問題 1 / 4密閉容器(みっぺいようき)の中(なか)で硫酸(りゅうさん)と水酸化(すいさんか)バリウム水溶液(すいようえき)を混(ま)ぜ、白(しろ)い沈殿(ちんでん)ができた。反応(はんのう)の前後(ぜんご)で容器(ようき)全体(ぜんたい)の質量(しつりょう)はどうなるか。

確認問題(解答用紙)

この問題を端末で解くための QR コード

スマホやタブレットで読み取ると、この問題をその場で解けます。

https://manazoo.com/science/law-of-conservation-of-mass/?from=print#quiz

  1. 密閉容器(みっぺいようき)の中(なか)で硫酸(りゅうさん)と水酸化(すいさんか)バリウム水溶液(すいようえき)を混(ま)ぜ、白(しろ)い沈殿(ちんでん)ができた。反応(はんのう)の前後(ぜんご)で容器(ようき)全体(ぜんたい)の質量(しつりょう)はどうなるか。

    • ◯ 沈殿(ちんでん)の分(ぶん)だけ増(ふ)える
    • ◯ 半分(はんぶん)になる
    • ◯ 沈殿(ちんでん)の分(ぶん)だけ減(へ)る
    • ◯ 変(か)わらない

    正解:変わらない
    密閉容器(みっぺいようき)の中(なか)なら、沈殿(ちんでん)ができても物質(ぶっしつ)は外(そと)に出(で)ないため、質量(しつりょう)保存(ほぞん)の法則(ほうそく)により反応(はんのう)の前後(ぜんご)で質量(しつりょう)は変(か)わらない。

  2. 密閉容器(みっぺいようき)の中(なか)で炭酸水素(たんさんすいそ)ナトリウムと塩酸(えんさん)を反応(はんのう)させたあと、ふたを開(あ)けるとどうなるか。

    • ◯ 沈殿(ちんでん)ができて質量(しつりょう)が増(ふ)える
    • ◯ 質量(しつりょう)は変(か)わらない
    • ◯ 気体(きたい)が逃(に)げて質量(しつりょう)が減(へ)る
    • ◯ 気体(きたい)が入(はい)ってきて質量(しつりょう)が増(ふ)える

    正解:気体が逃げて質量が減る
    ふたを閉(と)じたままなら質量(しつりょう)は変(か)わらないが、ふたを開(あ)けると発生(はっせい)した二酸化炭素(にさんかたんそ)(新しいタブで開きます)が外(そと)へ逃(に)げるため、質量(しつりょう)が減(へ)る。

  3. 化学(かがく)変化(へんか)の前後(ぜんご)で物質(ぶっしつ)全体(ぜんたい)の質量(しつりょう)が変(か)わらない理由(りゆう)として正(ただ)しいものはどれか。

    • ◯ 反応(はんのう)によって原子(げんし)の一部(いちぶ)が消(き)えるから
    • ◯ 反応(はんのう)の前後(ぜんご)で原子(げんし)の質量(しつりょう)が変(か)わるから
    • ◯ 原子(げんし)の組(く)み合(あ)わせ(結(むす)びつき方(かた))が変(か)わるだけで、原子(げんし)の種類(しゅるい)と数(かず)は変(か)わらないから
    • ◯ 反応(はんのう)によって原子(げんし)が新(あたら)しくできるから

    正解:原子の組み合わせ(結びつき方)が変わるだけで、原子の種類と数は変わらないから
    化学(かがく)変化(へんか)では原子(げんし)の組(く)み合(あ)わせ方(かた)が変(か)わるだけで、原子(げんし)の種類(しゅるい)と数(かず)は変(か)わらない。そのため全体(ぜんたい)の質量(しつりょう)も変(か)わらない。

  4. 硫酸(りゅうさん)と水酸化(すいさんか)バリウム水溶液(すいようえき)を混(ま)ぜたときにできる白(しろ)い沈殿(ちんでん)の名前(なまえ)はどれか。

    • ◯ 塩化(えんか)バリウム
    • ◯ 硫酸(りゅうさん)バリウム
    • ◯ 水酸化(すいさんか)バリウム
    • ◯ 炭酸(たんさん)バリウム

    正解:硫酸バリウム
    H₂SO₄+Ba(OH)₂→BaSO₄+2H₂Oより、できる白(しろ)い沈殿(ちんでん)は硫酸(りゅうさん)バリウムである。

単元のポイント

  • 質量(しつりょう)保存(ほぞん)の法則(ほうそく) 化学(かがく)変化(へんか)の前後(ぜんご)で、物質(ぶっしつ)全体(ぜんたい)の質量(しつりょう)は変(か)わらないという法則(ほうそく)
  • H₂SO₄+Ba(OH)₂→BaSO₄+2H₂O 硫酸(りゅうさん)と水酸化(すいさんか)バリウム水溶液(すいようえき)を混(ま)ぜると白(しろ)い沈殿(ちんでん)(硫酸(りゅうさん)バリウム)ができるが、質量(しつりょう)は変(か)わらない
  • 密閉容器(みっぺいようき)で気体(きたい)が発生(はっせい)する反応(はんのう) ふたを閉(と)じたままなら質量(しつりょう)は変(か)わらないが、ふたを開(あ)けると気体(きたい)が逃(に)げて質量(しつりょう)が減(へ)る
  • 原子(げんし)の組(く)み合(あ)わせ 化学(かがく)変化(へんか)では原子(げんし)の組(く)み合(あ)わせ(結(むす)びつき方(かた))が変(か)わるだけで、原子(げんし)の種類(しゅるい)と数(かず)は変(か)わらない
問題を解く
単元のポイント
  • 質量(しつりょう)保存(ほぞん)の法則(ほうそく) 化学(かがく)変化(へんか)の前後(ぜんご)で、物質(ぶっしつ)全体(ぜんたい)の質量(しつりょう)は変(か)わらないという法則(ほうそく)
  • H₂SO₄+Ba(OH)₂→BaSO₄+2H₂O 硫酸(りゅうさん)と水酸化(すいさんか)バリウム水溶液(すいようえき)を混(ま)ぜると白(しろ)い沈殿(ちんでん)(硫酸(りゅうさん)バリウム)ができるが、質量(しつりょう)は変(か)わらない
  • 密閉容器(みっぺいようき)で気体(きたい)が発生(はっせい)する反応(はんのう) ふたを閉(と)じたままなら質量(しつりょう)は変(か)わらないが、ふたを開(あ)けると気体(きたい)が逃(に)げて質量(しつりょう)が減(へ)る
  • 原子(げんし)の組(く)み合(あ)わせ 化学(かがく)変化(へんか)では原子(げんし)の組(く)み合(あ)わせ(結(むす)びつき方(かた))が変(か)わるだけで、原子(げんし)の種類(しゅるい)と数(かず)は変(か)わらない