中3理科「電解質の電離」陽イオンと陰イオンのでき方

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中学3年理科。イオンと化学変化で基本となる電解質の電離について学習します。

  • レベル★★☆☆
  • 重要度★★★★
  • ポイント:電離のようすを表す式「電離式」をマスター!

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授業用まとめプリント「電解質の電離」

電離とは?

イオンとは原子が電気を帯びたものでした。原子とイオンで学習しましたね。原子が+の電気を帯びると陽イオン、-の電気を帯びると陰イオンになります。今日は、どのような物質がどのようにしてイオンになるのかを学習します。

物質が水に溶けたり、液体になったりしてイオンになること電離といいます。詳しくは、物質が水に溶けたり液体になったりして、陽イオンと陰イオンに分かれることです。水に溶けたり液体になったりして、陽イオンと陰イオンに電離する物質を電解質といいます。

物質(電解質)→陽イオン陰イオン

電解質である物質が、水に溶けたり液体になったりしてイオンになると、水溶液や液体に電流が流れるようになります。つまり、水溶液中や液体中にイオンがあれば電流が流れるのです。電解質が水に溶けた水溶液を電解質水溶液といいます。

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電解質の種類

水に溶け、陽イオンと陰イオンに電離する物質を電解質といいました。では、どのような物質が電解質になるのでしょうか。電解質には次のようなものがあります。

  • 塩化ナトリウム(食塩)
  • 水酸化ナトリウム
  • 塩化水素
  • 塩化銅
  • アンモニア
  • 二酸化炭素
  • 硫酸
  • レモン

などなど、多くの物質が電解質になります。これらの物質は水に溶かすと陽イオンと陰イオンに電離するので、その水溶液は電流を流します。

水の電気分解のときに、水酸化ナトリウムを水に溶かすのはこのためです。純粋な水は電流が流れないので、電解質である水酸化ナトリウムを溶かしイオンを水溶液中に入れてあげるのです。

電解質は非常に種類が多いので、電解質を覚えるというよりか、次に登場する非電解質を覚えることになります。

非電解質の種類

水に溶かしても、陽イオンと陰イオンに電離せず、水溶液に電流が流れない物質を非電解質といいます。中学校の理科で登場する非電解質は数が少ないのですべて覚えるようにしましょう。非電解質には次のものがあります。

  • 砂糖
  • エタノール
  • デンプン

などです。砂糖やエタノールは水に溶けるのですが、陽イオンと陰イオンに電離しません。したがって、水溶液中に電流が流れないのです。また、デンプンは水にすら溶けません。したがって陽イオンや陰イオンができる余地はありません。

もちろん、純粋な水である蒸留水精製水もイオンがありませんので電流は流れません。

電離のようすを表す式「電離式」

電解質である物質が水に溶けて、電離するようすを式に表したものを電離式といいます。これが書けるようになることがイオンと化学変化を攻略するポイントになります。意味をしっかり理解して書けるようになってください。

式の左側に電解質である物質の化学式を書きます。次に矢印を書いて、右側には陽イオン+陰イオンの順番でイオン式を書きます。このとき、イオンの価数に注意して書くことになります。具体的な物質の電離で練習しましょう。

電解質→陽イオン陰イオン
〇〇△△→〇〇⁺△△⁻

電離式

塩化ナトリウム(食塩)の電離

塩化ナトリウム(食塩)の化学式はNaClでした。これを水に溶かすと、ナトリウム原子Naが電子を1つ失い、陽イオンであるナトリウムイオンNa⁺になります。塩素原子Clは電子を1つ受けとり、塩化物イオンCl⁻になります。これを化学式とイオン式で表すと、次のようになります。

塩化ナトリウム→ナトリウムイオン塩化物イオン
NaCl → Na⁺Cl⁻

塩化ナトリウムの電離

化学式の前にあるNaが陽イオン、後のClが陰イオンになります。

塩化水素(塩酸)の電離

気体の塩化水素の化学式はHClでした。これを水に溶かすと、水素原子Hが電子を1つ失い、陽イオンである水素イオンH⁺になります。塩素原子Clは電子を1つ受けとり、塩化物イオンCl⁻になります。これを化学式とイオン式で表すと、次のようになります。

塩化水素→水素イオン塩化物イオン
HCl → H⁺ Cl⁻

塩化水素の電離

化学式の前にあるHが陽イオン、後のClが陰イオンになります。塩化水素が水に溶けると水溶液の塩酸になります。つまり、塩酸の溶質は気体の塩化水素になるのです。

水酸化ナトリウムの電離

水酸化ナトリウムの化学式はNaOHでした。これを水に溶かすと、ナトリウム原子Naが電子を1つ失い、陽イオンであるナトリウムイオンNa⁺になります。原子のかたまりであるOHは電子を1つ受けとり、水酸化物イオンOH⁻になります。これを化学式とイオン式で表すと、次のようになります。

水酸化ナトリウム→ナトリウムイオン水酸化物イオン
NaOH → Na⁺OH⁻

水酸化ナトリウムの電離

化学式の前にあるNaが陽イオン、後のOHが陰イオンになります。OHは一つのかたまりとしてみてください。

塩化銅の電離

塩化銅の化学式はCuCl₂でした。Clの後に2がつくことを忘れないようにしましょう。銅原子1つに対し、塩素原子が2つの割合でくっついたものが塩化銅です。これを水に溶かすと、銅原子Cuが電子を2つ失い、陽イオンである銅イオンCu²⁺になります。2つの塩素原子Clは電子をそれぞれ1つずつ受けとり、塩化物イオンCl⁻になります。これを化学式とイオン式で表すと、次のようになります。

塩化銅→銅イオン塩化物イオン
CuCl₂ → Cu²⁺2Cl⁻

塩化銅の電離

化学式の前にあるCuが2価の陽イオン、後のClが陰イオンになります。銅イオン1個に対して、塩化物イオン2個が生じることも重要です。

また、銅イオンCu²⁺が水溶液中にあれば、その水溶液は青色になります。したがって、塩化銅水溶液は青色の水溶液になります。

硫酸の電離

硫酸の化学式はH₂SO₄でした。これを水に溶かすと、2つの水素原子Hが電子をそれぞれ1つずつ失い、陽イオンである水素イオンH⁺が2つ生じます。原子のかたまりであるSO₄は電子を2つ受けとり、硫酸イオンSO₄²⁻になります。これを化学式とイオン式で表すと、次のようになります。

硫酸→水素イオン硫酸イオン
H₂SO₄ → 2H⁺SO₄²⁻

化学式の前にあるHが陽イオン、後のSO₄が陰イオンになります。SO₄は一つのかたまりとしてみてください。

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