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化学変化とイオン. ・ 「イオン」 って何だろう？ ・・・・アルカリイオン飲料 ・・・・マイナスイオンで健康に ・ 「化学変化 」 とはどういう関係？ ・一章：水溶液とイオン ・二章：化学変化と電池 ・三章：酸、アルカリとイオン. 電気パンを作ろう. 水は電流を流すか？. 水の電気分解 水 → 水素 ＋ 酸素 ２ H ２ O → ２ H ２ ＋ O ２ 実験する前に水に何を加えた？ 水酸化ナトリウム なぜ？. ？. ？. ？. ？. ？. H. O. H. H. H. O. O. H. H. H. O.
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化学変化とイオン ・「イオン」って何だろう？ ・・・・アルカリイオン飲料 ・・・・マイナスイオンで健康に ・「化学変化」とはどういう関係？ ・一章：水溶液とイオン ・二章：化学変化と電池 ・三章：酸、アルカリとイオン
水は電流を流すか？ 水の電気分解 水 → 水素 ＋ 酸素 ２H２O → ２H２ ＋ O２ 実験する前に水に何を加えた？ 水酸化ナトリウム なぜ？ ？ ？ ？ ？ ？ H O H H H O O H H H O H
＜実験１＞水溶液と電流 ＜目的＞いろいろな水溶液に 電流が流れるか調べる ＜方法＞水道水，天然水、食塩水、砂糖水、ポンジュース、エタノール、ソーダ（炭酸水），ポカリ などを用意する どれに電流が流れるか予想する。 電源装置（３V）、電極、豆電球、電流計を直列につなぎ回路を作り、流れる電流を測定する。 流れる
少し流れる 少し流れる 流れる • 水道水，天然水、食塩水、砂糖水、ソーダ(炭酸水）、エタノール、果汁，ポカリ 流れる 流れる 電流が流れるものと流れない物があった。 流れるものは電極に変化が見られたものがあった。(食塩水→黄色になった） なぜ、電流が流れたり、流れなかったりするのだろう？ なぜ電極が変化するのだろうか？ 塩化銅（ＣｕＣｌ２）水溶液について詳しく調べてみよう
水溶液に電流が流れるときどんな変化が起こったのだろう水溶液に電流が流れるときどんな変化が起こったのだろう ＜目的＞ 塩化銅（ＣｕＣｌ２）水溶液に電流を流したときの変化を調べ、発生した物質を推測する。 ＜方法＞ 塩化銅５ｇに水４５ｇを加え、１０％の塩化銅水溶液５０ｇを作る 炭素棒の電極を入れ、５Ｖで電流を流す 陰極（－）、陽極（＋）での変化を観察する 物質が炭素棒に付着したら、 ろ紙にとり、こする 気体が発生したら、においを かいでみる。
実験結果から考えよう 電源装置 + － • ①観察した＋極、－極、その他の変化 • ②それはどんな物質？ • ③なぜそのような物質が出るの？ • ④電流が流れる水溶液はどうなっているの？ • ・・・以上のことを、ビーカーの原子・分子のモデルで説明してみよう • ＜ヒント＞ 塩化銅 ：ＣｕＣｌ２ － ＋ Ｃｕ Ｃｌ Ｃｌ
塩化銅水溶液の変化 陰極（－）の変化 赤色の物質、こすると光沢、十円玉のにおい ・・・・・・銅（Ｃｕ） 陽極（＋）の変化 気体が発生、プールのにおい ・・・・・・塩素（Ｃｌ２） ＣｕＣｌ２ → Ｃｕ ＋ Ｃｌ２ 塩酸（ＨＣｌ）に電流を流した時発生したのは何？ ２ＨＣｌ → Ｈ２ ＋ Ｃｌ２
なぜそのような変化が起きるの？ なぜ銅は陰極（－）に集まるの？ ＋の電気を帯びているから →銅イオン（Ｃｕ２＋） 陽極（＋）に集まった塩素は？ ーの電気を帯びている →塩化物イオン（Ｃｌ－） 塩化銅水溶液： ＣｕＣｌ２ →Ｃｕ２＋ ＋２Ｃｌ－ ＋ － Ｃｌ－ Ｃｕ Ｃｌ－ Ｃｌ Ｃｕ２＋ Ｃｌ Ｃｌ Ｃｕ Ｃｕ２＋ Ｃｌ Ｃｌ－ Ｃｌ－
なぜ原子が電気を持つの？ ＜原子の成り立ち＞ 原子は原子核（＋の電気）と、電子（－の電気）からできている。 物質によってその数は決まっている。水素（Ｈ）：１個、ヘリウム（Ｈｅ）：２個、炭素（Ｃ）：６個 原子核（＋）と電子（－）のもつ電気の量は同じ・・・・・原子は全体として中性 ＋６ー６＝０ ところが、原子が電子を余分にもつと ＋６－７＝－１ －（マイナス）の電気を持つ・・・陰イオン 逆に原子が電子を失うと・・・・・・・ ＋６－５＝＋１ ＋（プラス）の電気を持つ・・・陽イオン －
イオンのでき方 ナトリウム原子 Na Na → Na＋ ＋ e－ Mg → Mg２＋ ＋ ２ e－ 塩素原子 Cl Cl ＋ e－→ Cl－ 上に 少し小さく Na＋ Na Na ＋ ＋ － Mg ＋ Mg － ＋ ＋ － Cl ＋ Cl －
電子配置でみるイオンの成り立ち ＮａＣｌ→Ｎａ＋ ＋Ｃｌ－ ・・・なぜナトリウムは＋イオン、塩素はーイオンになるの？ 電子殻・・・・電子の入る位置（軌道）が決まっている 内側から２個、８個、８個・・・・ Ｎａ は原子番号１１番 ・・１個電子を離すと安定Na+ Ｃｌ は原子番号１７番 ・・１個電子を離すと安定 Cl－
周期表 イオン にならない －イオン になる ＋イオン になる ２＋イオン になる 金属は ＋イオン になる
２つ以上の原子からできるイオン アンモニウムイオン NH３＋ 水酸化物イオン OH－ 硫酸イオン SO４２－ 炭酸イオン CO３－ － ＋ • アンモニウムイオン • ＮＨ４＋ • 水酸化物イオン • ＯＨ－ • 硫酸イオン • ＳＯ４２－ • 炭酸イオン • ＣＯ３２－ H H N H H － － O H O － O O S － O － O O C O
電離とイオン式 原子が電子を失ったもの ・・・陽イオン Ｈ＋、Ｃｕ２＋ Ｃｕ →２e－ ＋ Ｃｕ２＋ 原子が電子を余分に持ったもの ・・・陰イオン Ｃｌ－、ＯＨ－ Ｃｌ ＋ e－→ Ｃｌ－ 水に解けると陽イオンと陰イオンに分かれる（電離する）物質 塩酸 ： ＨＣｌ → Ｈ＋ ＋ Ｃｌ－ 食塩 ： ＮａＣｌ → Ｎａ＋ ＋ Ｃｌ－ 塩化銅： ＣｕＣｌ２ →Ｃｕ２＋ ＋ ２Ｃｌ－ イオンができる物質・・電流を流す・・・・・・電解質 イオンができない物質（電流が流れない） ・・・・・・・・非電解質 Ｃｕ ＋ ＋ 電子：ｅ－ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ （マイナスの電気） Ｈ － ＋ Ｃｌ Ｈ ＋ Ｃｌ － Ｃｕ ＋ － Ｃｌ ＋ Ｃｌ －
電離式を書こう ＜電気分解を式で表そう＞ 塩化銅：ＣｕＣｌ２→＋ 塩酸： ２ＨＣｌ →＋ 物質が陽イオンと陰イオンに分かれる式（電離式）を書こう 塩酸（塩化水素） ： →＋ 食塩（塩化ナトリウム）： →＋ 塩化銅： →＋ ＜塩化銅の電気分解で陽極、陰極での変化を式で表そう＞ ＜陽極＋＞ ２Ｃｌ－ →＋ （電子は e－） ＜陰極－＞Ｃｕ２＋＋ → ＜亜鉛と銅でできる電池の陽極、陰極での変化を式で表そう＞ ＜陰極－＞ Ｚｎ → ＋ （電子は e－） ＜陽極＋＞ ２Ｈ＋ ＋ → 水素 ＋ 酸素 → 水 （燃料電池）を化学式で表そう ＋ →
なぜ電気で分解できるの？ 電流が流れる水溶液の中はどうなっているの？ なぜ＋極から塩素、－極には銅がでてきたの？ 水溶液の中を原子分子のモデルで説明してみよう ＜ヒント＞ 塩化銅 ：ＣｕＣｌ２ 電流とは：電子の流れ 電子とは：―の電気をもつ 電流は＋極→−極 電子は−極→＋極 電源装置 + － － ＋ Ｃｕ Ｃｌ Ｃｌ
なぜ電気で分解できるの？ （ ）班なぜ電気で分解できるの？ （ ）班 電流が流れる水溶液の中はどうなっているの？ なぜ＋極から塩素、－極には銅がでてきたの？ 水溶液の中を原子分子のモデルで説明してみよう 電源装置 + － － ＋ Ｃｕ Ｃｌ Ｃｌ
なぜ電流が流れるの？ 電流とは何？ ＜電子の流れ＞ 電子は一から＋へ ＜ヒント＞ ＋極からは銅 －極からは塩素 液の色が薄くなった －極 － － ＋極 －極 － Ｃｌ ＋極 － Ｃｕ ＋ Ｃｌ ＋
水溶液の中で起こっていること ＜陽極（＋極）で起こる変化＞ ２個の塩化物イオンが電子を離して塩素分子になる ２Ｃｌ－→２ｅー＋Ｃｌ２ この電子が陰極（ー極）へ動く ＜陰極での変化＞ ２個の電子を銅イオンがもらって銅が出る Ｃｕ２＋＋２ｅー→ Ｃｕ 電子：ｅ－ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ （マイナスの電気）
イオンの発見 イオンがあるから電流が流れるの？ ＜水がｲｵﾝを作る＞ ・・・・アレニウス 電流を流すからイオンが生じるの？ ＜電気がｲｵﾝを作る＞ ・・・・ファラデー ＋ － Ｃｌ－ Ｃｕ２＋ Ｃｌ－
原子は何からできているの？ 原子は電子と原子核できている 原子核は陽子と中性子からできている 陽子は何から クオーク（素粒子） クオークには６種類ある トップ、ボトム、・・・・・・
化学変化と電池 銅板とアルミ板 食塩水をつけたろ紙 人間が手でつなぐ オルゴールが鳴る？ 電地ができる？ ２種類の金属を食塩水（電解質）でつなぐと電池ができる！ アルミ 銅 食塩水 食塩水
電池を作ろう ＜目的＞ ①薄い塩酸の水溶液に２種類の金属を 入れると電圧が生じることを確かめる。 ②２種類の金属と圧の大きさの関係を調べる。 ＜方法＞ 銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、鉄（Ｆｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）の中から２つの金属を選ぶ 選んだ金属を、塩酸に入れて得られる電圧を測定する。（モーターや電子オルゴールをつないでもよい） 金属の種類を替えて繰り返す。 ＜考察＞ どういう金属の組み合わせが高い電圧が得られる？ どういう金属が＋（－）極になりやすい？ なぜ電流ができるか考える
結果一覧 ＋ －
＜実験結果＞ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 問い：＋になりやすい順は？ Cu>Fe>Zn>Mg CuとMg・・・・＋,－になりやすさと関係がある 問い：電圧が一番大きいのは？
金属にはイオンになりやすさに違いがある・・・・・イオン化傾向金属にはイオンになりやすさに違いがある・・・・・イオン化傾向 Ｍｇ＞Ａｌ＞Ｚｎ＞Ｆｅ＞Ｐｂ＞Ｃｕ イオンになりやすい方が 電子を放出して Ｚｎ＋→２e－ ＋ Ｚｎ２＋ －極になる －極になりやすい
木炭電池 • 電極 「アルミニウム（Al）」と「木炭（C)」 • 電解質 食塩水 （ Nacl→Na＋＋ Cｌ－ ） • Al→２e－ ＋ Al２＋ • Aｌが－極になる アルミニウム Al 木炭 C 食塩水 NaCl→ Na＋Cl－ －
なぜ電池ができるの？ 種類の違う金属を電解質につけると電流が生じる どうして？ （銅と亜鉛で説明してみよう） 電流とは何？ ＜電子の流れ＞ 電子は一から＋へ 電子はどこから きてどこにいく？ ＜ヒント＞ 気体が＋極から発生 この気体は何？ 水素（Ｈ２） －極 Zn Cu Ｚｎ Ｃｕ ＋極 － Ｈ ＋ Ｃｌ
なぜ電池ができるの？ 種類の違う金属を電解質につけると電流が生じる どうして？ （銅と亜鉛で説明してみよう） 電流とは何？ ＜電子の流れ＞ 電子は一から＋へ 電子はどこから きてどこにいく？ ＜ヒント＞ 気体が＋極から発生 この気体は何？ 水素（Ｈ２） －極 － Cu Zn Ｚｎ Ｃｕ ＋極 － Ｈ ＋ Ｃｌ
亜鉛＋塩酸→水素 の理由 Zn － － Ｚｎ Ｈ ＋ ＋ ＋ Ｈ ＋
起こっていること Zn Cu － － Ｚｎ Ｈ ＋ ＋ ＋ Ｈ ＋
電池の中で起こっていること ＜陰極（ー極）で起こる変化＞ 亜鉛が塩酸に溶けてイオンになる Ｚｎ→２ｅー＋Ｚｎ２＋ この電子が陽極（＋極）へ動く ＜陽極での変化＞ 電子を水素イオン（Ｈ＋）がもらって水素が発生 ２Ｈ＋＋２ｅー→Ｈ２ 電子：ｅ－ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ （マイナスの電気）
身の周りの電池 • 電池でなぜ電気ができるの？ • 乾電池のしくみ • マンガン電池、アルカリ電池、リチウム電池、水銀電池・・ • ・・・・１次電池（充電できない） • ２種類の金属と、電解質は • ＋極：炭素棒（二酸化マンガンが作用） • －極：亜鉛 • 電解質：塩化亜鉛水溶液を • 二酸化マンガンでねった粉末
鉛蓄電池（バッテリー） • 蓄電池（バッテリー） • ・・・・二次電池（充電できる） • ＋極：酸化鉛 • －極：鉛 • 電解質：うすい硫酸 （H2SO4) • ＜その他の二次電池＞ • ニッケル水素電池・・・充電できる乾電池（エネループ、エボルタ） • リチウムイオン電池・・・携帯、パソコン、デジカメ
燃料電池とは 水素＋酸素→水 ↓電気エネルギー ２Ｈ２ ＋ Ｏ２ → ２Ｈ２Ｏ ＋ → できるものが水だけ 環境にやさしい 電気自動車 O Ｈ Ｈ Ｈ Ｈ O O O Ｈ Ｈ Ｈ Ｈ
燃料電池 木炭電極と食塩水 さいしょに充電する 水の電気分解で水素 と酸素が木炭の間にたまる
電池の歴史 ガルバノ電池 （動物電気） ・・ほんとにカエルが発電？ ボルタの電池 ・・発生した水素がじゃま ダニエル電池 ・・電解質の液体がじゃま ガスナーの乾電池
食塩水電池・人間電池 塩水とスプーン・アルミホイルで簡単な電池を作り、音楽を鳴らしてみよう。 アルミホイルを短冊にして、スプーンと反対側にコップの内側にセロテープで固定します。 スプーンとアルミをリード線でつなぎ、端のスプーンと電子メロディーの赤い線、端のアルミと電子メロディーの黒い線をつなぎ、食塩水をコップに入れます。 スプーンと、アルミホイルをコップからはずし、左手にアルミ、右手にスプーンを持ちます。（このとき、てをぬらしておく方がいいです。）何人かが輪になってから、隣同士をリード線でつなぎます。
