化学反応式のつくり方で教えて下さい！！

質問

(1)係数の決定
もっとも複雑な化合物の係数を1として、順次決めていく。係数が分数になったときは、全体を整数倍する。
（例）pAL+qH2SO4　⇒　rAl2(SO4)3+sH2　においてr=1とおくと、
　　　pAL+qH2SO4 ⇒　Al2(SO4)3+sH2 となり、両辺の原子数をそれぞ　　れ等しくすると、
　　　p=2(Alより）,q=3(SO4より),S=3(H2より）
　　　よって、2Al+3H2SO4 ⇒　Al2(SO4)3+3H2　となる。

と、ありますが、なぜこうなるのかよくわかりません。どなたか、もう少し、詳しく教えて頂けると嬉しいです。宜しくお願い致します。

回答No.4

Oh-Orange · ベストアンサー

★『化学式』を数式として解いてはいけません。
・今回の質問で重要なのは『電子』の数が『係数』を決めているという事です。
・そこで『もっとも簡単な化合物』の『H2O』＝『水』で説明します。
　この化合物は『H』＝水素に係数が『2』がついていますが、なぜか分かりますか？
　これを説明するには化合物を『イオン』状態に分解すると分かりやすくなります。
　つまり『H2O』は『H+』＋『H+』＋『O・2-』に分解でき、マイナスとプラスの量が
　一致している状態が最も安定した『化合物』の状態を作り出します。→化学式は
　この状態を表したものです。
・それで、マイナスとは『陰イオン』でプラスとは『陽イオン』です。
　このことから『H+』＋『H+』と『O・2-』の電子の量(数)が釣り合いますので
　『H2』＋『O』となって『H2O』というのが化学式になるのです。分かりますか？

●本題
・質問は最も複雑な化合物として『pAl+qH2SO4』をあげていますが、係数の『p』『q』を
　外して分解してみます。すると『Al』＋『H2』＋『SO4』ですよね。
　この 3 つの分子をイオン表記すると
　『Al・3+』＋『H+』＋『H+』＋『SO4・2-』となります。
　このイオン表記を元に電子の数が釣り合いが取れるようにすれば『係数』が求まりますし
　化合物の化学式になります。
・ちなみに
　『Al・3+』は、イオン状態で電子が 3 つ足りない状態です。
　『H-』は、イオン状態で電子が 1 つ多い状態です。
　『SO4・2-』は、イオン状態で電子が 2 つ多い状態です。
・上記のイオン表記を元にして『陰イオン』と『陽イオン』の数(量)が同じになるようにすると
　『Al・3+』
　『Al・3+』
　『H+』＋『H+』＋『SO4・2-』←『2+』と『2-』で釣り合っている。
　『H+』＋『H+』＋『SO4・2-』
　『H+』＋『H+』＋『SO4・2-』
　となります。→ここで注意しなければいけないのが、『H+』と『SO4・2-』がペアである事です。
　さらに『Al』と『SO4』が結びつくので、この２つの『陰イオン』と『陽イオン』の数(量)が
　同じになるように『H+』＋『H+』＋『SO4・2-』のペアを調整するのです。
・すると
　『Al・3+』×2個＝『6+』と
　『SO4・2-』×3個＝『6-』が釣り合いますよね。
　あとは上記の分解したイオン表記を係数を使ってまとめます。
・『Al・3+』×2個、『H+』×6個、『SO4・2-』×3個は
　『Al・3+』×2個＋『SO4・2-』×3個と『H+』×6個になって
　『Al2』＋『(SO4)3』と『H2』×3個となり
　『Al2(SO4)3』＋『3・H2』になります。
・よって『pAl+qH2SO4』→『Al2(SO4)3』＋『3・H2』となります。

最後に:
・『3+』、『2-』、『-』はいずれも電子を量を表しています。
　『+』は電子の量が不足、『-』は電子の量です。
　この『陰イオン』や『陽イオン』の数は『K殻』、『L殻』、『M殻』の周りを回っている
　電子の数により決まります。→詳しくは電子配置などをキーワードに検索などして下さい。
・また、正しくは『H2O』→『H-』＋『OH-』に分解されます。上記のは分かりやすく『O・2-』と
　表現しています。注意して下さい！
・以上。おわり。

お礼

とても丁寧でわかりやすい回答でした。化学は特に苦手なので大変参考になりました。ありがとうございます。

回答No.3

koz7291

順を追って解いていきましょう。

pAL+qH2SO4　⇒　rAl2(SO4)3+sH2　においてr=1とおく

　ここはいいですね。「もっとも複雑な化合物」Al2(SO4)3の係数rを1とおいています。すると、

pAl+qH2SO4 ⇒　Al2(SO4)3+sH2　…(1)

ですね。あとは質問文の通りに値を代入していくだけなのですが、その意味を考えながら実行していけばよいのです。まず「p=2(Alより)」とありますが、これは、Al原子に着目すると、上の式(1)の左辺はAlがp個、右辺はAlが2個ありますので、両辺の原子数を等しくすると、
p=2
となるのです。以下同様に、式(1)で、SO4という原子団に着目すると、左辺はSO4がq個、右辺はSO4が3個なので、
q=3
そして、さらに式(1)でH2という原子団に着目すると、左辺はいまq=3が求まりましたから、H2が3個、右辺はH2がs個なので、
s=3
となり、p、q、sを式(1)に代入すると、

2Al+3H2SO4 ⇒　Al2(SO4)3+3H2

となります。これで大丈夫ですか？

お礼

大丈夫です。順に追ってゆっくり考えればわかりました。とても参考になりました。ありがとうございました。

回答No.2

evaeva1006

係数のない　Al+H2SO4　⇒　Al2(SO4)3+H2
であったとしても左辺と右辺の原子の数から
アルミAlが２個、スルホン酸SO4が３つとわかるじゃないですか。
水素Hはおのずと６個になります。
左辺と右辺との数あわせです。
教科書には書かれたとおりの解き方が載っているでしょうが慣れれば推測でわかります。

お礼

もっと問題を解いて学習し、慣れるぐらいに勉強します。ありがとうございました。

回答No.1

Tacosan

どこがわからないんでしょうか? 化学変化では元素は変化しないので, 「左辺と右辺で各元素の数が同じ」という式を立てるのは当然だと思うのですが.

お礼

みなさんの丁寧な回答をお聞きしましたら、大変理解を深めることが出来ました。化学は特に苦手科目なので更に勉学に励みたいと思います。