２　反応式と物質の質量か

【物質の相対的な質量】

　原子の量を表すときに，相対的な値（原子量）を用いた。主な原子の原子量を下に示す。

水素H＝1.0　　炭素C＝12　　窒素N＝14　　酸素O＝16　　マグネシウムMg＝23

　　　　　ナトリウムNa＝23　　アルミニウムAl＝27　　硫黄S=32　　塩素Cl＝35.5　　　

カルシムCa＝40　　鉄Fe＝56　　銅Cu＝64　　銀Ag＝108

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（原子量は，必要なときは与えられるので覚える必要はない）

　各物質の相対的な質量は，その物質を構成する（つくっている）原子の原子量の総和となり，これを〔　式量　〕という（H₂OはO₂など分子の場合は，分子量といった）。

例）酸化鉄Fe₂O₃の式量

　　　　Fe原子〔　2　〕つとO原子〔　3　〕つなので，式量は，

〔　　56×2＋16×3＝160　　〕　式量は相対的な値（比）なので単位はつけない

例題　次の物質の式量を求めよ。

(1)　酸化マグネシウムMgO　　(2)　酸化銅CuO　　(3)　硫化銀Ag₂S　　(4)　塩化アルミニウムAlCl₃　　(5)　炭酸カルシウムCaCO₃

(1)　23＋16＝39　　(2)　64＋16＝80　　(3)　108×2＋32＝248　　(4)　27＋35.5×3＝133.5　　(5)　40＋12＋16×3＝100

【化学反応式と式量】

　銅の酸化を式量で考えてみよう。O＝16，Cu＝64

反応式と式量を使うと，ある量のCuからCuOが何gできるか求めることができる。式量は相対的な質量なので，物質どうしの重さを比べることができる。銅の酸化の場合，「CuとO₂が128gと32gの割合で反応し，このときCuOが160gの割合でできる」と考えることができる。次の①と②を考えてみよう。

①　Cu16gからCuOは何gできるか。

　　CuとCuOの重さの比を考えればよい。Cu：CuO＝〔　128　：　160　〕なので，Cu16gでは，

　　　　　　　　128：160＝16：x

　　　　　　　　x＝(160×16)/128＝20〔g〕

　②　Cu16gと反応するO₂は何gか。

　　CuとO₂の重さの比を考えればよい。Cu：O₂＝〔　128　：　32　〕なので，

　Cu16gでは，

128：32＝16：x

　　　　　　　　x＝(32×16)/128＝4〔g〕

例題

　鉄Feを酸化すると，酸化鉄Fe₂O₃が生成する。この反応について後の問いに答えよ。原子量　O＝16，Fe＝56

(1)　この反応を化学反応式で表せ。

(2)　反応する鉄と酸素O₂の質量の比を最も簡単な整数比で求めよ。

(3)　鉄11.2gをすべて酸化するのに必要な酸素の量はいくらか。また，このとき酸化鉄は何g生成するか。

(4)　酸化鉄40gをつくるのに必要な鉄と酸素の量はそれぞれ何ｇか。

(1)　4Fe＋3O₂→2Fe₂O₃

(2)　4Feと3O₂なので，56×4：16×2×3＝224：96＝7：3

(3)　鉄と酸素は質量比で7：3で反応するので，鉄が11.2なら，酸化鉄をxとすると，

　　7：3＝11.2：x，　x＝4.8〔g〕

　　生成する酸化鉄は，質量保存の法則より，11.2＋4.8＝16〔g〕

(4)　2Fe₂O₃（160×2g）つくるのに，4Fe（56×4g）と3O₂（32×3g）必要

　　酸化鉄40g（160×2gの1／8）なら，鉄は56×4／8＝28〔g〕

酸素は32×3／8＝12〔g〕（質量保存の法則より，40－28＝12でもよい）