「ニューヨークへ行きたいかー！！」
お！なんやなんや！？
史上最強！
アメリカ縦断ミラクルクイズ～！！
なんやクイズ始まったで～！いぇ～い♪
パ～～パ～～～パ～パ～パ～パパ～～♪（トランペットの音）
（ナレーション）「目指すは、はるか遠き都ニューヨーク！
おぉ自由の女神様！あなたの質量は測れても！あなたの美しさは計り知れません！
このブログを見ている挑戦者たち！
これが何のパロディだか知っているのか！それとも知らないのか！
知りたい人はおうちの人にお聞きになってくださいね♪
化学反応で物を変え！化学反応で色を変え！
あぁ理科の力はなんて偉大なんでしょう！
この世にあふれる理科の難問！
正解したけりゃ、知力！体力！時の運！すべての力を使い果たせぇ～！」
よっしゃ～！ミラクルクイズに挑戦や～♪
問題！
アメリカの象徴とも言える「自由の女神像」！
この女神像は1884年、フランスで製作されたものが運搬され
1886年にアメリカ、ニューヨークのリバティー島に設置されました
女神像の総重量は、なんと225tと推定されています！
では、その「自由の女神像」の質量について…
「自由の女神像」の現在の質量は、設置された当時の質量と比べどうなっている！？
①大きくなっている
②変わっていない
③小さくなっている
さあ、気になる正解はCMのあとだ～！
それでは正解発表だ！
「自由の女神像」の現在の質量は、設置された当時の質量と比べどうなっているか…
正解は…
…
…
…
…
…
①の「大きくなっている」だ～！！
え？質量が変わるわけないじゃないかって？
↓の画像を見てみよう！
1886年に設置された当初、女神像の色は「赤色（赤茶色）」だった！
これは女神像の表面に使われている金属「銅」の色！
銅は空気中の酸素などにより酸化され、酸化銅になる！
「銅が酸化されて酸化銅になれば質量は大きくなる」
これが正解を導くための思考だ！
ちなみに、当時のアメリカでは石炭の燃焼により大気に硫黄成分が含まれており
大気中の酸素、二酸化炭素、硫黄、そして海水の影響によって
女神像の表面に現在の緑色の酸化銅（緑青）が形成されたと言われている！
酸化銅にもいろいろあるということだね！
ていうか、クイズで思いっきり出題したけど本当に自由の女神像の質量は昔より大きくなっているんだろうか……実際に計測して調べたわけでもないし……あくまでも理論的にはということで……
ええい！知るか！笑
というわけで、今回は金属の酸化と質量についてやっていくよ！
それでは早速いってみよ～！
というわけで、今日は「化学変化と物質の質量」についてお勉強や～！
物理変化と質量
化学変化の前に、「物理変化と質量の関係」について見ていこう！
「物理変化」とは、物質が状態変化したり水に溶けたりすることだよ♪
例えば↓のようなクイズは正解できるかな？
💡10gの氷がとけて水になったら質量はどうなる？
①大きくなる ②変わらない ③小さくなる
正解は ②変わらない だね♪
💡じゃあ、その10gの水が水蒸気になったら質量はどうなるかな？
①大きくなる ②変わらない ③小さくなる
正解は ③小さくなる だね♪
気体となった水（水蒸気）は、どこかへ逃げちゃって質量がはかれなくなるよね！
💡じゃあ、水蒸気になっても質量が変わらないようにするにはどうすればいいかな？
それがわかればキミも科学者の仲間入り！
わかったかな～？
答えは↓これだ！
そう！密閉容器に入れて質量をはかれば質量は変わらないね♪
ここで、容器の口をゆるめると水蒸気は空気中に逃げてしまうので注意が必要だ！
密閉した容器の中での反応は質量が保存されるんやな♪
沈殿ができる化学変化と質量
ここからは、「沈殿ができる化学変化と質量の関係」について見ていこう！
ん？「沈殿」って何かって？
そりゃあその字のまんまで…
「殿ぉ！沈まないでくだされぇ！天下統一への道は開けたばかりですぞぉ！殿ぉぉぉ！！沈みゆく殿ぉぉぉ！！」
はい、すみません。真面目にやります笑
「沈殿」とは、物質が液体に溶けずに液の底に積もったもの、または積もる現象そのもののことだよ♪
沈殿の「殿」はもともと「澱」と書き、「よどみ」と読むんだ！
今では代用の字「殿」で置き換えるのが主流となっているというわけ♪
「液の底に沈んだ殿（よどみ）」でオッケー♪
それでは、本題に戻ろう！
沈殿ができる化学変化の代表例には、「硫酸」と「塩化バリウム」を混ぜる実験がある！
この２つを混ぜると、「硫酸バリウム」という白色の沈殿が発生する！
この反応では沈殿が発生するだけなので、化学変化が起こったとしても質量は変化しない！
沈殿が発生する反応は質量が保存されるんやな♪
また、この反応を化学反応式で表すと↓のようになる！
うひゃ～！絶対に覚えたくない！笑
はいはい、スルースルー。私には覚えられません😢
とスルーしたくなる気持ちをどうかおさえて！
ちょっと覚えてみませんか😊？
それでも「なんでこんな化学式覚えなきゃなんないんだ！」と、お困りのアナタ！
そんなアナタのために助っ人を用意しました！
それではお越しいただきましょう！演歌界の大御所「竜さん」です！
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竜さん「あぁ…どうも。」
今日の調子はいかがですか？
竜さん「あぁ…普通だねぇ。」
今日も竜さん、普通そうよ♪よかったわ♪
それでは歌っていただきましょう！
大ヒット曲『水に薄めるる私』です！どうぞ～♪
（～歌唱中～）
おつかれさまでした～♪
歌われてみて、今のお気持ちはいかがですか？
竜さん「あぁ…わし、演歌バリうまい(^^)v」
出ました～！自身の歌唱力を自ら褒める名台詞「演歌バリうまい」とバッチリVサイン！
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
はい、みなさんいかがでしたか？
え？早く覚え方教えろって？笑
いやいや！今の竜さんのくだりを見た人はもう覚えたも同然！
↓ほら、これ見て！
ね♪もう覚えたでしょ😊♪
この２つさえ覚えておけば、あとは左右のペアで組合せを替えるだけで化学反応式が完成♪
↓さらに、粒子モデルでイメージするとこんな感じ♪
こんな風に、語呂合わせや粒子モデルを利用して覚えやすくなる工夫をしよう♪
竜さんの語呂合わせでバッチリ(^^)vやな♪
気体ができる化学変化と質量
ここからは、「気体ができる化学変化と質量の関係」について見ていこう！
気体ができる化学変化の代表例には、「炭酸水素ナトリウム」と「塩酸」を混ぜる実験がある！
この２つを混ぜると、「二酸化炭素」の気体が発生する！
つまり！この反応では、化学変化が起こったときに気体が発生するため質量が減ってしまう！
💡さあ、気体が発生しても質量が変わらないようにするにはどうすればいいかな？
科学者の仲間入りを果たしたキミならもうわかったかな？
↓答えはこれだね♪
そう！密閉容器に入れて質量をはかれば質量は変わらないんだったね♪
ただし！ここで容器の口をゆるめると二酸化炭素は空気中に逃げてしまうので質量が減ることを忘れずに！
気体が発生する反応は密閉した容器で質量を保存させるんやな♪
また、この反応を化学反応式で表すと↓のようになる！
うひゃ～！先ほど以上に絶対に覚えたくない！笑
さっきは頑張ったけどこちらはスルーで…😢
とスルーしたくなる気持ちをどうかおさえて！
こちらも頑張って覚えてみましょう😊
さ、そんなアナタのためにとても興味深いサークル活動を見つけましたよ！
ぜひ参加してみましょう！みんなで輪になって炭酸水を啜る、サークル「ふっくら」に！
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
こ、こんにちは…。
ふっくら「いらっしゃい。」
ここが今話題の、みんなで輪になって炭酸水を啜るサークルですか…？
ふっくら「あ……うん。そうだよ。俺が代表のふっくらだ。サークルの名前でもある。」
よ、よろしくお願いします…。
ふっくら「それじゃあ早速始めようか。炭酸水を持ってみんなで輪になってくれ。」
は、はい…。
ふっくら「やり方はこうだ。炭酸水に顔を近づけて。」
は、はい…。
ふっくら「そしたら炭酸水には口をつけずに、炭酸水から抜けてくる炭酸を吸う。」
え？炭酸水を啜るんじゃないんですか？
ふっくら「そういう噂はたってるがな。厳密にはちがうんだ。」
そ、そうなんですか…。だから最初の返事が歯切れ悪かったんですね…。
ふっくら「ほら、炭酸吸うぞ。（スゥゥ～）………なぁ、不幸さ。」
不幸なんですか！？
ふっくら「そうだ。なんかむなしくなってくるだろ。」
えぇ、そりゃまぁ…。
ふっくら「それがいいんだよ。これが円ふっくらだ。」
ひぃ！こわい！失礼します！
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
はい、みなさんいかがでしたか？
え？なにあやしいサークルに巻き込んでんだって？笑
いやいや！今のサークル活動に参加した人はもう覚えたも同然！
↓ほら、これ見て！
あやしすぎたけどもう覚えたでしょ？笑
この２つを覚えておけば、あとは組合せを替えるだけで化学反応式が完成！
ただし、先ほどの沈殿のときの化学反応式よりは複雑で難しい！
ポイントは、最初に塩化ナトリウム NaCl をつくってしまうこと！
↓これでイメージしてみよう♪
↓この反応は粒子モデルの方がイメージしやすいかな♪
語呂合わせは便利でも、あやしい活動にはくれぐれもご注意を！笑
円「ふっくら」の語呂合わせでバッチリやな♪
質量保存の法則
これまでの化学反応で見てきたように、密閉した空間であれば化学変化の前後で物質全体の質量は変化しない！
これを「質量保存の法則」という！
↑化学反応式を粒子モデルでイメージできると理解しやすいね♪
銅と酸素が結びつくときの割合
💡金属を酸化させると質量はどうなるんだったっけ？
わからない人はミラクルクイズの自由の女神像の問題を思い出そう！
答えは…
そう！「大きくなる」だったよね♪
銅などの金属は、空気中の酸素により酸化され酸化物になる！
それじゃあ、結びつく酸素の割合はどれくらいなのかな？
実験して導き出してみよう！
↓実験の方法はこうだ！
①金属の粉末の質量を測定する
②加熱する（三角架という実験器具は覚えておこう！）
③再び金属の粉末の質量を測定する
④以上の操作を５回以上繰り返す
今回は、0.40gの銅を使って実験を行ったとしよう！
↓得られた実験データがこれだ！
実験データから分かることは、
「0.40gの銅を完全に酸化させると、質量が0.10g増える」ということ！
それでは、この増えた質量0.10gは一体なにものなのか？
そう！それは空気中に含まれる酸素！
ということで、あらためて整理すると、
「0.40gの銅を完全に酸化させると、0.10gの酸素が結びついて0.50gの酸化銅ができる」ということになる！
さあ！数値がはっきり決まったところで、これを簡単な整数にしてまとめてみよう！
以上のことから、銅と酸素が完全に結びつくときの割合は「４：１」であることが分かった！
そして、これはどんな質量で実験を行っても同じであることが分かった！
↓表にしたもの
↓グラフにしたもの
それでは、実際に計算を行うときの便利な考え方を紹介しよう！
その考え方とは、「ブロック積み上げ法」だ！！
「銅と酸素が結びついて酸化銅ができる」ことをブロックを積み上げるようにイメージすると考えやすいんだ♪
↓例えばこんな感じ💡
「用意される銅の質量」も「結びつく酸素の質量」も問題によってばらばらだ！
それでも、銅と酸素が完全に結びつくときの割合が「４：１」であることは絶対に変わらない！
そのため、ブロック１つ分の質量さえ求められればどんな問題でも解くことが可能である！
このブログの読者のみなさんは、ぜひこの「ブロック積み上げ法」の考え方を使ってほしい！よろしく！
マグネシウムと酸素が結びつくときの割合
マグネシウムの場合も、基本的には銅と同じ考え方で進めていこう！
今回は、0.60gのマグネシウムを使って実験を行ったとする！
銅のときとは数値の割合が変わってくるんだ！
↓得られた実験データのグラフがこれだ！
このグラフから、「0.60gのマグネシウムを完全に酸化させると、0.40gの酸素が結びついて1.00gの酸化マグネシウムができる」ということが分かる！
さあ！数値がはっきり決まったところで、これを簡単な整数にしてまとめてみよう！
以上のことから、マグネシウムと酸素が完全に結びつくときの割合は「３：２」であることが分かった！
そして、これはどんな質量で実験を行っても同じであることが分かった！
↓表にしたもの
↓グラフにしたもの
そして、この場合も「ブロック積み上げ法」で考えよう！！
「マグネシウムと酸素が結びついて酸化マグネシウムができる」ことをブロックを積み上げるようにイメージすると考えやすい♪
↓こんな感じね💡
「用意されるマグネシウムの質量」も「結びつく酸素の質量」も問題によってばらばら！
それでも、マグネシウムと酸素が完全に結びつくときの割合が「３：２」であることは絶対に変わらない！
そのため、ブロック１つ分の質量さえ求められればどんな問題でも解くことが可能！
ということだったね♪
ブロック積み上げ法さえあればこわいもんなしや～♪
それでは、おつかれさまでした～♪
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