定比例の法則

Law of Definite Proportions

化合物はどこで作っても成分元素の質量比がいつも一定である、というのが定比例の法則です。水(H₂O)では水素と酸素が質量比1:8、酸化銅(CuO)では銅と酸素が4:1のようにレシピが決まっています。決まった比より多く入れた物質は反応せずに残り、残った質量を問う問題がよく出ます。このページでは銅の質量を変えて、酸化銅の生成と残る物質がどう変わるかを見てみましょう。

化合物は常に同じ比で結合する

🧩 直観 — いつも同じレシピ

①水(H₂O)は常に水素2個＋酸素1個

②誰がどこで作っても比は同じ

③これが定比例の法則 — プルーストが発見

銅の質量16 g

余った物質はどうなる？

🔍 反応しなかった物質

①Cu 16g + O 4g → CuO 20g（ぴったり）

②Cu 24g + O 4g → CuO 20g + Cu 8g 残る

③比を超えた物質は反応せず残る

④試験では「残った質量」がよく出る！

総まとめ

定比例の法則

化合物中の元素の質量比は常に一定

例: CuOで Cu:O = 4:1（質量比）

水の成分比

H₂O → H : O = 1 : 8（質量比）

H 1g + O 8g → 水 9g

🎯 試験ポイント

①定比例 = 化合物中の質量比は常に一定

②H₂O: H:O = 1:8

③CuO: Cu:O = 4:1

④比を超えた物質は反応せず残る

⑤グラフの折れ点 = 完全反応点

例題と単元テスト

例題 1

酸化銅（CuO）では銅と酸素が常に質量比4 : 1で結合する。銅16 gを完全に反応させるには酸素は何g必要で、生成する酸化銅は何gか？

Cu : O = 4 : 1 なので、銅16 gに必要な酸素 = 16 ÷ 4 = 4 g。

生成する酸化銅 = 16 g + 4 g = 20 g（質量保存）。

▸ 酸素4 g必要 / 酸化銅20 g生成

定比例の法則により、化合物の成分元素の質量比は常に一定である。

例題 2

銅24 gと酸素4 gを混ぜて反応させた。酸化銅は何g生じ、どの物質が何g残るか？（Cu : O = 4 : 1）

酸素4 gと反応する銅は4 × 4 = 16 gだけなので、酸化銅 = 16 + 4 = 20 g生じる。

入れた銅24 gのうち16 gだけ反応するので、銅24 − 16 = 8 gが反応せずに残る。

▸ 酸化銅20 g生成 / 銅8 gが残る

決まった比を超えた物質は反応できずそのまま残る。

単元テスト

定比例の法則についての説明として正しいものは？

①化合物の成分元素の質量比は作り方によって変わる

②水（H₂O）で水素と酸素の質量比は1 : 8である

③決まった比より多く入れた物質もすべて反応する

④定比例の法則は混合物でも成り立つ

⑤酸化銅で銅と酸素の質量比は1 : 4である

▸ ② 水（H₂O）で水素と酸素の質量比は1 : 8である

化合物の成分元素の質量比は常に一定で（①誤）、決まった比を超えた物質は反応できず残る（③誤）。

定比例の法則は化合物でのみ成り立ち混合物は比が一定でなく（④誤）、酸化銅では Cu : O = 4 : 1である（⑤誤）。水では H : O = 1 : 8である（②正）。