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さびと燃焼
🔩 基本のしくみ

酸化の基本のしくみ

ものが酸素(さんそ)と結びついて、別のものに変わること。 これを酸化(さんか)といいます。 じつは「ものが燃えること」も「くぎがさびること」も、どちらも同じ酸化の仲間なんだよ!

最重要ポイント:酸化には、光や熱を出す激(はげ)しい酸化=燃焼(ねんしょう)と、 光を出さずにゆっくり進むおだやかな酸化=さびの、2つのタイプがある!

酸化の2つのタイプ酸素激しい酸化=燃焼光と熱を出す・はやい例:木、紙、ろうそくおだやかな酸化=さび光を出さない・ゆっくり例:鉄くぎのさび、10円玉のくすみ

2つのタイプをくらべてみよう

  1. 燃焼(激しい酸化):光や熱を出しながら、酸素といきおいよく結びつくよ。 木や紙、ろうそくが燃えるのがこのタイプ。
  2. さび(おだやかな酸化):光を出さずに、酸素と少しずつ結びつくよ。 鉄くぎが茶色くさびたり、10円玉がくすんだりするのがこのタイプ。

ここまでのまとめ

  • 酸化 … ものが酸素と結びつく変化のこと
  • 燃焼 … 光や熱を出す、激しい酸化
  • さび … 光を出さない、おだやかな酸化
🔥 物の燃え方さびと燃焼

酸化の基本のしくみ

ものが酸素(さんそ)と結びついて、別のものに変わること。 これを酸化(さんか)といいます。 じつは「ものが燃えること」も「くぎがさびること」も、どちらも同じ酸化の仲間なんだよ!

最重要ポイント:酸化には、光や熱を出す激(はげ)しい酸化=燃焼(ねんしょう)と、 光を出さずにゆっくり進むおだやかな酸化=さびの、2つのタイプがある!

酸化の2つのタイプ酸素激しい酸化=燃焼光と熱を出す・はやい例:木、紙、ろうそくおだやかな酸化=さび光を出さない・ゆっくり例:鉄くぎのさび、10円玉のくすみ

2つのタイプをくらべてみよう

  1. 燃焼(激しい酸化):光や熱を出しながら、酸素といきおいよく結びつくよ。 木や紙、ろうそくが燃えるのがこのタイプ。
  2. さび(おだやかな酸化):光を出さずに、酸素と少しずつ結びつくよ。 鉄くぎが茶色くさびたり、10円玉がくすんだりするのがこのタイプ。

ここまでのまとめ

  • 酸化 … ものが酸素と結びつく変化のこと
  • 燃焼 … 光や熱を出す、激しい酸化
  • さび … 光を出さない、おだやかな酸化

銅の酸化とさび

🥉 銅を熱するとどうなる?

赤色の銅(どう)の粉をステンレスの皿にうすく広げて、下からガスバーナーで熱してみよう。 すると銅は、炎(ほのお)を出さないまま、空気中の酸素と結びついて、 少しずつ黒色の酸化銅(さんかどう)に変わっていくよ。

銅の粉を熱する実験銅(赤色)熱する酸化銅(黒色)ステンレスの皿(熱しても変化しにくい)銅の粉(少しずつ黒くなる)ガスバーナー銅そのものは炎を出さない!

ここが大事!銅を熱しても、光や炎は出ない。 つまりこれは燃焼ではなく、おだやかな酸化。 色は赤色 → 黒色に変わるよ。

⚖️ 重さはどうなる?

加熱のあとの重さは、結びついた酸素の分だけ重くなるよ。 そして、銅の重さが2倍、3倍…になると、結びつく酸素の重さも2倍、3倍…になる。 この関係を比例(ひれい)というよ。

重さが「たし算」になる銅の粉20g酸素(空気から)5g熱する酸化銅25gふえた重さ = 結びついた酸素の重さ!

🔍 銅と酸化銅は「別のもの」

酸化銅は、銅と酸素が結びついてできたまったく別のもの。 だから、銅が持っていた金属(きんぞく)の性質(せいしつ)は、酸化銅には残っていないよ。

  • 銅(金属):たたくとうすくのびる/みがくとぴかぴか光る/電気をよく通す
  • 酸化銅(金属ではない):のびない/みがいても光らない/電気を通さない

まちがえやすい!「黒くなったのは表面がこげただけ」ではないよ。 酸素と結びついて酸化銅という別のものに変わったので、 みがいても銅にはもどらないんだ。

🔩 身近な「さび」をさがそう

鉄くぎ・自転車

雨にぬれた鉄が、茶色いさびにおおわれる。鉄と酸素がゆっくり結びついたもの。

10円玉

古い10円玉がくすんで見えるのは、表面の銅が少しずつ酸化しているから。

さびを防ぐくふう

ペンキや油をぬって、金属が空気(酸素)や水にふれないようにするとさびにくい。

比較して覚えよう

⚖️ 燃焼とおだやかな酸化のちがい

くらべること燃焼(激しい酸化)さび(おだやかな酸化)
酸素と結びつく?結びつく結びつく
光や炎出す出さない
進む速さはやいゆっくり
木・紙・ろうそくが燃える鉄くぎのさび、10円玉のくすみ、銅の粉の加熱

覚え方のコツ:どちらも「酸素と結びつく」ところは同じ。 ちがうのは激しさ(光を出すかどうか)だけ!

🗂️ 身の回りの酸化を2つのグループに分けよう

🔥 燃焼グループ

  • たき火で木が燃える
  • 紙が燃える
  • ろうそくの炎
  • マグネシウムが白い光を出して燃える

🔩 おだやかな酸化グループ

  • 鉄くぎが茶色くさびる
  • 10円玉がくすむ
  • 銅の粉を熱すると黒い酸化銅になる
  • 自転車のチェーンがさびる

🥉 銅と酸化銅をくらべよう

くらべること酸化銅
赤色黒色
たたくとうすくのびるのびない
みがくとぴかぴか光る光らない
電気よく通す通さない
金属の性質あるない

❓ 入試によく出るQ&A

Q. さびることと燃えることは、何がちがうの?

A. どちらも酸素と結びつく「酸化」だよ。光や熱を出して激しく進むのが燃焼、 光を出さずにゆっくり進むのがさび。

Q. 銅の粉を熱すると重くなるのはなぜ?

A. 空気中の酸素が銅に結びつくから。ふえた重さは、そのまま結びついた酸素の重さになるよ。

Q. 黒くなった酸化銅をみがけば、赤い銅にもどる?

A. もどらないよ。酸化銅は銅とは別のものだから、こすっても銅にはならない。 銅にもどすには、結びついた酸素をとりのぞく特別な実験が必要なんだ。

Q. 金属をさびさせないためには、どうすればいい?

A. さびの原因は酸素や水。だからペンキや油をぬったり、めっきをしたりして、 金属を空気や水にふれさせないようにするんだ。

実験で理解しよう

🧪 実験:銅の粉を熱して、重さの変化を調べる

銅(どう)の粉の重さをはかってから皿に広げて熱し、 じゅうぶんに酸化させたあと、もう一度重さをはかる実験だよ。 重さの変化には、きれいなルールがかくれているんだ。

いちばん大事な比:銅 : 酸素 : 酸化銅 = 4 : 1 : 5
(銅4gに酸素1gが結びつくと、酸化銅が5gできる)

銅:酸素:酸化銅 = 4:1:5銅 4酸素 1酸化銅 5例:銅4g + 酸素1g → 酸化銅5g
例題 1:表から酸素の重さを求める

銅の粉を皿に広げてじゅうぶんに熱し、熱したあとの重さを調べると、下の表のようになりました。 銅の粉1.8gをじゅうぶんに熱したとき、結びつく酸素は何gですか。

銅の粉〔g〕0.40.81.21.62.0
熱したあと〔g〕0.51.01.52.02.5

とき方

  1. 表を見ると、銅0.4gが熱したあと0.5gになっている
  2. ふえた分 0.5 − 0.4 = 0.1g が、結びついた酸素
  3. 1.8gは0.4gの、1.8 ÷ 0.4 = 4.5倍
  4. 酸素も4.5倍になるから、0.1 × 4.5 = 0.45g
  5. 答え:0.45g

(別のとき方)比を使うと一発!

  1. 銅:酸素 = 4:1 だから、酸素は銅の 4分の1
  2. 1.8 ÷ 4 = 0.45g
例題 2:できる酸化銅の重さを求める

銅の粉3.2gをじゅうぶんに熱しました。できる酸化銅は何gですか。 また、結びついた酸素は何gですか。

とき方

  1. 銅:酸化銅 = 4:5 を使う
  2. 3.2 ÷ 4 = 0.8 …「比の1つ分」は0.8g
  3. 酸化銅は比の5つ分だから、0.8 × 5 = 4.0g
  4. 酸素はふえた分。4.0 − 3.2 = 0.8g(比の1つ分と同じ!)
  5. 答え:酸化銅 4.0g、酸素 0.8g
例題 3:一部だけ酸化したとき(応用)

銅の粉16.0gを熱しましたが、熱し方がたりず、一部の銅は酸素と結びつきませんでした。 全体の重さは18.5gでした。酸素と結びつかずに残った銅は何gですか。

図で整理しよう熱する前酸化する銅 10.0g残る銅 6.0g計16.0g+酸素 2.5g熱したあと酸化銅 12.5g銅 6.0g計18.5gふえた2.5g=酸素。ここから逆にたどる!

とき方

  1. ふえた重さ 18.5 − 16.0 = 2.5g が、結びついた酸素
  2. 銅:酸素 = 4:1 だから、酸素2.5gと結びついた銅は 2.5 × 4 = 10.0g
  3. 結びつかずに残った銅は 16.0 − 10.0 = 6.0g
  4. 答え:6.0g

📝 計算のコツまとめ

  • ふえた重さ = 結びついた酸素の重さ。まずここから考える!
  • 酸素の重さ = 銅の重さ ÷ 4(銅を4等分した1つ分)
  • 酸化銅の重さ = 銅の重さ ÷ 4 × 5
  • 一部だけ酸化した問題は、酸素 × 4 で「酸化した銅」を先に求めて、全体から引く
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ものが酸素と結びついて別のものに変わることを、何という?