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化学一覧

電池と電気分解1|電池の仕組みと電流の正体

「電池」は日常的によく見かけるもので,現代の生活になくてはならないものとなっています.

我々が時計などを動かすときなど,我々は「電池」を使いますが,この電池はどのようにして「電流」を生み出しているのかを考えましょう.

そもそも「電流」とは「電子\mathrm{e^-}の流れ」のことですから,「電池は電子\mathrm{e^-}の流れ発生させる装置」と言うことができます.

ここで大切になってくるのが,酸化還元反応です.

酸化還元反応を考えるときには,電子\mathrm{e^{-}}がどのように動いているかを考える半反応式が重要なのでした.

電池と電気分解でも,この電子\mathrm{e^-}の動きがとても重要です.

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酸化還元反応5|酸化数8つの原則と2つの例外

酸化還元反応4|半反応式から化学反応式をつくる】の続きです.

前回の記事までで大体のことは説明し終えたのですが,「酸化数」については全く触れてこなかったので,ここで説明しておきます.

「酸化数」は元素が酸化されたのか,還元されたのかということをみるための指標です.

この記事では酸化数の求め方について書きます.

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酸化還元反応4|半反応式から化学反応式をつくる

酸化還元反応3|酸性条件,中性・塩基性条件】の続きです.

この記事では,酸化剤と還元剤が与えられた時に,この2つの物質によって起こる酸化還元反応の化学反応式がどのようにかけるのかを説明します.

言葉を使って書けば,「酸化剤の半反応式」と「還元剤の半反応式」をうまく足し合わせて,半反応式中の電子\mathrm{e^-}が消すことで,酸化還元反応が得られます.

と言葉で言っても,これは意外とすぐにできるようにならないものです.ですから,必ず自分の手を動かしてアウトプットし,確実に自分のものにして下さい.

【参考記事:「やったのに解けない」をなくす勉強法

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酸化還元反応3|酸性条件と中性・塩基性条件で何が変わる?

例えば,過酸化水素\mathrm{H_2O_2}の半反応式を考えるとき,溶液が「酸性」の場合には

    \begin{align*} \mathrm{H_2O_2 + 2H^{+} + 2e^{-} \to 2H_2O} \end{align*}

の半反応式が起こり,溶液が「中性」または「塩基性」の場合には

    \begin{align*} \mathrm{H_2O_2 + 2e^{-} \to 2OH^{-}} \end{align*}

の半反応式が起こります.

このように,同じ物質でも「酸性」のときと「中性・塩基性」のときで,半反応式が異なっているものがあります.

ここの違いをきちんと理解しておけば,どのように使い分ければ良いかを知ることができ,間違いにも気付くことができます.

この記事では「酸性条件」,「中性・塩基性条件」で半反応式が変わる理由を説明します.

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酸化還元反応2|酸化剤と還元剤の半反応式の一覧

「酸化還元反応の半反応式はややこしくて覚えられない!」という人がいますが,半反応式で実際に覚えるべき部分は一部だけで十分です.

半反応式の覚えるべき部分さえを覚えてしまえば,残りの部分は自動的に求まるようになっています.

さらに,半反応式が書ければ,酸化還元反応の化学式も自動的に導くことができます.

つまり,

半反応式で覚えるところを覚える
→半反応式は自動的に出来上がる
→酸化還元反応式は自動的に出来上がる

というわけで,覚える必要のあるところは最初だけです.

この記事では,具体例を用いて酸化還元反応の化学式が出来上がるまでの流れを身につけてください.

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酸化還元反応1|どっちが酸化?還元?原理から理解しよう!

鉄を屋外に放置しておくと,鉄はどんどん「錆びて」いってしまいます.

この「鉄が錆びる」という現象を化学では「鉄が酸化される」と表現します.

また,「錆びた鉄」をうまく化学的処理をすれば,「錆びる前の鉄」に戻すこともできます.この「錆びる」の逆の現象を化学では「還元する」といいます.

この互いに逆の化学反応である「酸化」と「還元」は,鉄などの金属以外の物質でも「酸化」と「還元」は起こります.

「酸化還元反応」の考え方は「電池」や「電気分解」の基礎にもなっています.

しかし,一度真剣にやれば意外と理論は簡単に身に付く分野なので,是非とも腰を据えてしっかり押さえて欲しいところです.

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希硫酸,濃硫酸,熱濃硫酸の違いと7つの性質

硫酸は化学のいたるところで登場する物質で,様々な性質があります.

硫酸と一言で言っても,濃度や温度の違いで希硫酸,濃硫酸,熱濃硫酸の3種類に分けられ,これらは異なる性質をもちます.

そのため,登場する場面によって硫酸のどの性質がはたらいているのかを考えることは非常に重要です.

この記事では硫酸の性質を

  1. 希硫酸と濃硫酸の両方にみられる性質
  2. 濃硫酸のみにみられる性質
  3. 熱濃硫酸のみにみられる性質

の3つに分けてまとめました.

なお,「濃硫酸」の製法である「接触法」については以下の記事で解説しています.

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