身近な生活の中の化学変化の例
化学変化(化学反応)とは、1つ以上の物質が、性質の異なる新しい物質に変わることです。化学変化が起きた印としては、色の変化、気体の泡、新しいにおい、光、温度変化、液体中での固体の生成などがあります。化学変化は、物理変化とは違い、たいてい元に戻すのが困難です。
- 木を燃やす:木が酸素と反応して、二酸化炭素、水蒸気、灰、熱、光が生じます。
- 鉄がさびる:鉄が酸素と水と反応して、はがれやすい赤褐色の含水酸化鉄ができます。
- 卵を焼く:熱によって卵白のタンパク質が元に戻らない形で変化し、透明だったものが白く固まります。
- ケーキを焼く:ベーキングパウダーが二酸化炭素を発生させて生地をふくらませ、表面に焼き色がつきます。
- パンをトーストする:表面の糖とタンパク質が反応(メイラード反応)して、茶色く香ばしい化合物ができます。
- 食べ物を消化する:酵素が、デンプン、タンパク質、脂肪を、体が吸収できるより小さな分子に分解します。
- 牛乳が酸っぱくなる:細菌が乳糖を乳酸に変え、牛乳がどろっとして酸っぱい味になります。
- ワインをつくる:酵母がブドウ果汁の糖を発酵させて、エタノールと二酸化炭素にします。
- 光合成:植物は光エネルギーを使って、二酸化炭素と水からグルコースと酸素をつくります。
- 細胞呼吸:細胞は酸素を使ってグルコースを分解し、エネルギー、二酸化炭素、水を放出します。
- 重曹と酢:両者が反応して、二酸化炭素の気体、酢酸ナトリウム、水が生じます。
- 銀が黒ずむ:銀が空気中の硫黄化合物と反応して、硫化銀の黒い層ができます。
- 銅が緑色になる:何年もかけて、銅が空気、水、二酸化炭素、硫黄化合物と反応し、緑色のさび(緑青)ができます。
- ガスコンロに火をつける:天然ガスに含まれるメタンが酸素とともに燃えて、二酸化炭素と水ができます。
- 切ったリンゴが茶色くなる:果実の中の酵素が空気中の酸素を使って、茶色い色素をつくります。
- マッチをする:摩擦によって、マッチの頭薬と側薬の化学物質の間で反応が始まり、炎が生じます。
- 制酸薬を飲む:炭酸カルシウムが胃酸を中和して、塩化カルシウム、水、二酸化炭素ができます。
- 電池を使う:電池内部の酸化還元反応が、電子を回路に押し出して電流にします。
- ケミカルライトを折る:過酸化水素が別の化学物質と反応し、放出されたエネルギーが色素を光らせます。
- 食べ物が腐る:細菌やカビが食べ物を分解して新しい物質に変え、たいてい悪臭を伴います。
化学変化と物理変化の見分け方
新しい物質ができたかどうかを考えてみましょう。氷が溶けたり、砂糖が溶けたりする物理変化では、物質そのものは変わらず、形や状態が変わるだけなので、たいてい簡単な方法で元に戻せます。化学変化では、原子が組み替えられて、新しい性質をもつ新しい物質になります。たとえば、紙が燃えたときに残る灰や煙がそうです。
上に挙げた印は手がかりであって、証拠ではありません。水が沸騰するときにも泡が出ますし、炎で熱した金属は光りますが、どちらも物理変化です。本当の判断基準は、最後の物質が最初の物質と化学的に異なっているかどうかです。