化学

化学反応式の係数が意味するもの

化学反応式 係数 意味

今回の記事では化学反応式の係数に
どういう意味があるのか?わかりやすくしていきたいと思います。

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化学反応式の係数ってどういう意味があるの?

まず簡単な化学反応式を例に考えていきたいと思います。

$2H_2 $+$O_2 $→$2H_2O $
これは中学校で生まれて初めて暗記するであろう化学反応式です。

この化学反応式は水素と酸素が反応したら水ができるという意味です。
これは分かると思います。

ただ、今回のテーマは『係数』です。

係数って何でしょう?
$2H_2 $+$O_2 $→$2H_2O $
でいったら数字で書いている『2』です。
つまり化学式の前にかかっている数字が係数です。

本来、酸素は$O_2 $ですが、
係数を意識するなら$1O_2 $となり、係数は1です。

ところでこの係数っていったい何を意味しているか?
わかりますか?

正解は『反応するときの、あるいは新しく生み出されるときの分子の数』です。

$2H_2 $+$O_2 $→$2H_2O $
2分子の水素が1分子の酸素と反応して水を2分子できるという意味です。

こんな感じで係数は反応する分子の数を表現しています。
では、$2H_2 $+$O_2 $→$2H_2O $で
『2:1:2』と比率をとったら、それって何を意味することになりますか?
反応する分子の数の比率を表しているわけですね。

2分子の水素が反応すると酸素が1分子が消費し、水が2分子できますということです。

こんな感じで『2:1:2』という比率は
反応する分子の数の比率を表現したものだっていえますね。

化学反応式の係数比は反応する分子の比率と一致することがわかりますね

化学反応式の係数比=反応する分子の数の比

さらに、前回解説したモル。
モルとは数を表す数字でしたね。
3つのモル公式の覚え方をわかりやすく解説
1モルから得られる3つの情報とは?わかりやすく解説

数が2倍になったら2倍になりますね。
つまり、反応する分子の数の比っていうのは反応するモルの比と同じだって言えますね。

よって、

化学反応式の係数比=反応する分子の数の比=反応するモル(mol)比

となります。

なので、化学反応式の係数比は反応するモル比という考え方を利用して
いろんな化学計算を行うことができます

ではどうして化学反応式の係数比が反応するモル比になるのでしょう?
係数の比率って反応する分子の数の比率を表現しているわけです。
モルとは数を表す数字だと前回の記事で理解していただければ、
係数比=モル比という関係を理解することができます。
3つのモル公式の覚え方をわかりやすく解説
1モルから得られる3つの情報とは?わかりやすく解説

ですから、たとえば、$2H_2 $+$O_2 $→$2H_2O $でいくと
係数比は『2:1:2』ですよね。

仮に水素が1molすべて反応したら
反応した酸素は何molですか?
みたいな問題が出題されたら、
水素:酸素=2:1より、
水素が1molなら酸素は半分の0.5molだとわかりますね。

では水は何モルになりますか?
水素:水=2:2=1:1ですから、
水素が1molなら水も1molだと簡単に計算できますね。

係数比=mol比という関係を利用すれば水素が何モル反応するか、
酸素が何モル反応し、水が何モルできるのか?
そんな量的関係を簡単に計算することができるようになるわけですね。

以上で解説を終わります。

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