【中学理科】「金属と塩酸で水素が発生する理由」

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公開日: 2022年8月31日

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中学理科が苦手な中学生に向けて、動画を作成しています。

今回は、中学理科で学習する『金属と塩酸で水素が発生する理由』について詳しく解説しています。

塩酸を加えて水素が発生する金属は、

・亜鉛
・マグネシウム
・鉄

などです。

・銅
・銀

などでは水素が発生しないので注意しましょう。

また中学内容では、塩酸以外にも硫酸などの酸性の水溶液に金属を加えると水素が発生します。

酸性の水溶液には、水素イオンというものが含まれています。

イオンとは、原子が＋や－の電気を帯びたもののことです。

原子は電気的には±0なのですが、原子に含まれている電子はマイナスの電気を帯びています。

この電子を失った原子は、プラスの電気が大きくなります。

このプラスの電気を帯びた原子を陽イオンといいます。

一方電子を受け取った原子は、マイナスの電気が大きくなります。

このマイナスの電気を帯びた原子を陰イオンといいます。

さらに原子にはイオンへのなりやすさがあり、それを『イオン化傾向』といいます。

中学内容におけるイオン化傾向を↓に載せておきます。

Mg ＞ Zn ＞ Fe ＞ (H) ＞ Cu ＞ Ag

左にいくほどイオンになりやすく、右にいくほどイオンになりにくことを表しています。

H(水素)より左側の金属(マグネシウム・亜鉛・鉄)は水素よりイオンになりやすく、右側の金属(銅・銀)は水素よりイオンになりにくいということです。

塩酸を加えても銅や銀では水素が発生しないのは、水素よりイオン化傾向が小さい(イオンになりにくい)ためです。

では、亜鉛に塩酸を加えたときの化学反応式を例に、なぜ水素が発生するのかを↓に説明していきます。

・Zn ＋ 2HCl → ZnCl₂ ＋ H₂↑

まず塩酸であるHClは、水溶液中でH⁺(水素イオン)とCl⁻(塩化物イオン)という2種類のイオンになっています。

その塩酸を亜鉛に加えると、

① 塩酸中の水素より亜鉛の方がイオンになりやすい(イオン化傾向が大きい)

② 亜鉛が電子を失って亜鉛イオン(Zn²⁺)になる。

③ その電子を水素イオン(H⁺)が受け取り水素原子になり、2個の水素原子が水素分子になって水素が発生する。

ということがおこります。

今後も中学生に役立つ解説動画をアップロードしていく予定なので、よろしくお願いします。

#理科 #中学 #水素