seegongsik
中学3年生 (14-15歳)

中3 質量保存の法則 わかりやすく

Law of Conservation of Mass

化学反応では原子が組み合わせを変えるだけで、新しく生まれることも消えることもないので、反応前の物質の質量をすべて足した値と反応後の物質の質量をすべて足した値は等しくなります。 レゴの家をばらして車を組み立て直しても、ブロックの数が変わらないのと同じです。 容器のふたが開いていると、できた気体が空気中へ逃げて質量が減ったように見えますが、その気体まで合わせてはかれば質量ははじめと同じです。 下の天びんでは、左の皿に反応前の物質、右の皿に反応後の物質がのっていて、さおはつり合ったまま水平です。

反応が起こると質量はどうなるか

⚖️ 組み直してもブロックの数は同じ
①レゴの家をばらして車を組み立てると、形はまったく別のものになる
②それでもブロックは一つも減っていないので、全体の重さは変わらない
③化学反応ではブロックにあたるのが原子で、反応は原子の組み合わせが変わることにすぎない

天びんの左右の皿で比べる

質量が保存されるわけ

🔬 原子の種類と数が変わらない
①化学反応は、原子が組み合わせを変えて新しい物質をつくることである
②反応の途中で原子が生まれたり消えたりしないので、反応の前後で原子の種類と数は等しい
③原子それぞれの質量は決まっているので、その合計である全体の質量も等しい
④4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃では、両辺どちらにも鉄原子4個と酸素原子6個がある
⑤ふたの開いた容器では気体が出入りして質量が変わったように見えるが、出入りした気体も数えれば一致する

まとめ

質量保存の法則
反応前の総質量 = 反応後の総質量
ラボアジエが密閉した容器の中で質量を精密にはかって明らかにした（1774年）
🎯 よく出るポイント
①反応前の物質の総質量と反応後の物質の総質量は等しい
②反応の前後で原子の種類と数が変わらないからである
③密閉容器なら気体が発生しても全体の質量は変わらない
④ふたの開いた容器では、気体が逃げると質量が減り、空気中の酸素と結びつくと質量が増えたように見える
⑤沈殿ができる反応でも燃焼でも成り立つ

例題と単元テスト

例題 1
密閉容器の中でスチールウール56 gが酸素24 gとすべて反応し、酸化鉄（Fe₂O₃）ができた。できた酸化鉄の質量は何gか。
1
密閉容器では物質の出入りがないので、反応前の総質量と反応後の総質量は等しい。
2
反応前の総質量は56 g + 24 g = 80 gで、反応後に残るのは酸化鉄だけなので、酸化鉄の質量も80 gである。
▸ 80 g
上の天びんの「鉄の燃焼」がちょうどこの場合で、左の皿80 gと右の皿80 gがつり合っている。
例題 2
ふたのない容器で木を燃やしたら、残った灰ははじめの木よりずっと軽かった。質量保存の法則がくずれたのだろうか。
1
木が燃えるときは空気中の酸素と反応して二酸化炭素と水蒸気ができ、これらの気体は容器の外へ出ていく。
2
出ていった気体をすべて集めてはかると、（木 + 反応した酸素）の質量と（灰 + 二酸化炭素 + 水蒸気）の質量は等しい。
▸ くずれていない。出ていった気体まで合わせれば、反応の前後で質量は等しい
スチールウールをふたのないところで燃やすと逆に重くなるが、これは空気中の酸素が結びつくからである。どちらの場合も、出入りした気体を数えれば質量は保存されている。
単元テスト
質量保存の法則についての説明として正しいものは？
①化学反応が起こると原子が新たに生じたり消えたりする
②密閉容器内の反応では反応前後の総質量が等しい
③沈殿生成反応では質量が保存されない
④開いた容器で気体が発生すると質量保存の法則が崩れる
⑤質量保存の法則は物理変化でのみ成り立つ
▸ ② 密閉容器内の反応では反応前後の総質量が等しい
1
化学反応は原子の再配列なので原子が生じたり消えたりせず（①誤）、沈殿反応でも質量は保存される（③誤）。
2
開いた容器で気体が出ても気体を含めれば質量は保存され（④誤）、質量保存は化学変化でも成り立つ（⑤誤）。密閉容器の反応では反応前後の総質量は等しい（②正）。
← 前へ
熱エネルギーと熱平衡
次へ →
定比例の法則

最終更新

このページがお役に立ったなら支援する