みなさんこんにちは!!Fit EveryDay芳田校です!!
期末も終えた中学校・高校が多いと思います。みなさん結果どうでした??
いい結果悪い結果いろいろあると思いますが、もし改善点がみつかったのであれば冬休み期間塾でしっかり見直しましょう!!
さてさてここからは話を変えまして
入試対策や定期テスト対策をやっているとふっと思った。中学理科・高校化学で思いつきの小話をしようかなと思います!!
まずはこの問題みてください。
酸素32gとマグネシウムを完全に燃焼させたいときに必要なマグネシウムの質量を求めなさい。
・・・これ中学生と高校生で解き方違うんですよね。
高校生は①化学反応式を書く→②酸素の物質量を求める→③酸素とマグネシウムの化学反応式の係数比からマグネシウムの物質量を求める→④マグネシウムの質量を求める。
となりますね。
対して中学生は①マグネシウムと酸素の反応する質量比は3:2だからこれを元に計算する!!②おわり☆
・・・なんですよねぇ(どうしてこうなった・・・。)
生徒達にも「どうして3:2なの!!」ときかれることがありますが、これはこういうもの(実験値からわかる規則性)としか言えないんですよね・・・。
一見すると計算が早い中学生の解き方がとても便利そうにみえます。
ただ、当然高校生の解き方にはメリットがあります。それは基本の計算が理解できればどの化学反応式でも計算することができるという点です。
中学生の3:2で計算はマグネシウムと酸素量のみにしか使うことができません。(他の物質だと別の反応する比を覚えなければなりません。)
さて話しがズレてしまいましたね・・・。本題といきましょう。
今回のお話する小話は「マグネシウム:酸素の反応する質量比は3:2にどれだけ近いのか!」です笑
証明に難しいことをするつもりか?なんて思いますがそんなことは全くなく高校生の解き方でマグネシウムと酸素の質量比を求めるだけです。(高校2年生ならほとんどの生徒さんでもできますね)
さて実証です。
問題では酸素が32gでしたね。では酸素の分子量(mol)は1 molあたり約32 (g /mol)となりますので
32 ( g ) ÷ 32 ( g / mol ) = 1 ( mol )となります。
ここでマグネシウムと酸素の酸化反応の化学反応式は
2Mg + O2 → 2MgO ですので Mg と O2 の係数比は2 : 1となり、必要なマグネシウムの物質量は酸素の二倍とわかります。
そのためマグネシウムの物質量は
1 ( mol ) × 2 (倍) = 2 ( mol )となります。
マグネシウムの原子量は約24.31 ( g / mol )のためマグネシウムの質量は
24.31 × 2 = 48.62 ( g ) となります。(高校生の皆さんは解くことができましたか?)
さあ、比較の時間ですよ~~~
中学校のマグネシウム:酸素の質量比は3 : 2ですのでマグネシウムの質量は酸素の 3 ÷ 2 =1.5倍となります。
さて高校生の解き方で求めた二つの質量は・・・
48.62 ÷ 32 = 約1.519倍 概数計算とはいえ大分近い数値になりましたね。
確かに中学校の質量比3:2はある程度正しく計算ができているということが検証できましたね☆
だからといって高校生の皆さんは中学校の解き方で答えを求めたりするのはダメですからね~多少とはいえども数値の誤差が必ずでますよ。
他にも中学校ならこのとき方だけど高校だとこの解き方に変わる!みたいなことは多くあります。
もし気になった公式・解き方があればFitの先生に聞いてみてくださいね!
以上!小話でした!!