化学反応式は丸暗記不要!係数を瞬時に合わせる裏ワザと作り方解説
化学反応式は丸暗記不要!係数を瞬時に合わせる裏ワザと作り方解説に関する専門家の意見を丁寧に解説いたします。
無機化学や理論化学の分野で失点を招きやすいのが、「酸と塩基の中和反応式」や「酸化還元反応式」です。これらも丸暗記の対象ではなく、パーツを合体させて完成させる論理的構築物です。
■ 中和反応式の組み立て方
中和反応の本質は、酸から生じる水素イオン($\text{H}^+$)と塩基から生じる水酸化物イオン($\text{OH}^-$)が結合して水($\text{H}_2\text{O}$)を作ることです。酸の価数と塩基の価数を掛け合わせ、過不足なく水が生成するように両者の比率を決定します。例えば、2価の硫酸($\text{H}_2\text{SO}_4$)と1価の水酸化ナトリウム($\text{NaOH}$)であれば、$\text{NaOH}$ が2倍量必要になるため、$\text{H}_2\text{SO}_4 + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4 + 2\text{H}_2\text{O}$ と即座に導けます。
■ 酸化還元反応式の組み立て方
酸化還元反応では、酸化剤と還元剤の電子($e^-$)のやり取りを示す「半反応式」からスタートします。
1. 酸化剤と還元剤それぞれの半反応式を記述する。
2. 放出される電子数と受け取られる電子数が同数になるよう、各大元の式を整数倍して足し合わせる(電子を消去してイオン反応式を作る)。
3. 最後に、反応に関与しなかった相手方の陽イオンや陰イオンを両辺に補うことで、完全な化学反応式へ昇華させる。
このプロセスを守るだけで、未知の物質同士の酸化還元反応であっても、問題文のヒントを頼りに正確な反応式を自力で再現できるようになります。