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ふたを閉じた全体で見れば、気体が出ても原子の数は変わらないので質量は保存されます。
質量保存の法則
1789年 フランスの化学者 ラボアジエが発見。
なぜ変わらない？
化学変化では 原子の組み合わせが変わるだけ
原子そのものは 消えたり生まれない
→ 反応前後で各原子の数は同じ
→ 全体の質量は変わらない
密閉容器での実験
プラスチック容器に、塩酸と炭酸水素ナトリウムを入れる（互いに触れないように分けて）
容器全体の質量を測る
容器を傾けて反応させる（CO₂ が発生して泡が出る）
再度質量を測る → 変わらない
→ 質量保存の法則を確認
目的：気体が発生する化学変化でも、容器全体の質量が保存されるかを確かめる。
観察事実：泡が出て二酸化炭素が発生しても、密閉した容器全体の質量はほぼ変わらない。
考察：発生した二酸化炭素も容器の中に残っているため、反応前後で物質全体の質量は変わらない。
誤差の見方：測定値が少しずれる場合は、容器の水滴、ふたのゆるみ、電子てんびんの読み取りなどを疑う。
気体が出る場合の注意
同じ実験で蓋を開ける
→ CO₂ が容器の外へ逃げる
→ 容器の質量が 減ったように見える
→ 実際は、CO₂ の質量分が外に出ただけ。物質は消えていない。
気体を吸収する反応
3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄
空気中で燃やすと、酸素が結びついて質量が 増える
増えた質量＝結びついた酸素の質量
密閉容器（中に空気を入れた状態）で燃やせば、全体の質量は不変
銅の酸化と質量の関係
2Cu + O₂ → 2CuO
銅：酸素：酸化銅 = 4:1:5（質量比）
例：銅 4g + 酸素 1g → 酸化銅 5g
この比は 常に一定（定比例の法則）
定比例の法則
例：水 H:O = 1:8（質量比）。常に同じ。
計算問題のコツ
銅 8g を完全に酸化させると、酸化銅は何 g できるか？
銅：酸化銅 = 4:5 → 8:x = 4:5 → x = 10
→ 酸化銅 10g
結びついた酸素：10 − 8 = 2g
ラボアジエの貢献
- 1789年「化学原論」で質量保存の法則を発表
- 近代化学の父と呼ばれる
- 燃焼の正体（酸素と結びつくこと）を明らかに
- フランス革命で処刑されたが、業績は不朽
- 気体が外に出ると、見かけ上質量は減る。
- 本当に物質が消えたわけではなく、容器の外に 移動しただけ。
- 密閉容器で実験すれば、本当の質量保存が確認できる。
- 銅:酸素:酸化銅 = 4:1:5 は 覚える。
- 銅 4g + 酸素 1g = 酸化銅 5g という関係。
- 比の問題は、与えられた量を上の比に当てはめて解く。
練習問題
- 質量保存の法則を発見した人
- 何年に発表されたか
- なぜ質量が保存されるか
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(1) ラボアジエ (2) 1789年 (3) 化学変化では原子の組み合わせが変わるだけで、原子は消えたり生まれたりしないから
銅と酸素は質量比 4:1 で結びつく。次を求めよ。
- 銅 12g と結びつく酸素の質量
- 銅 8g からできる酸化銅の質量
- 酸化銅 25g に含まれる銅の質量
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(1) 12 × 1/4 = 3g (2) 銅:酸化銅 = 4:5、8:x = 4:5 → 10g (3) 酸化銅:銅 = 5:4、25 × 4/5 = 20g
スチールウールを空気中で燃やすと質量はどう変化するか。また、密閉容器内で燃やした場合は。
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空気中：酸素と結びつくので質量が 増える
密閉容器：容器全体の質量は 変わらない（質量保存）
まとめ
- 質量保存の法則：化学変化前後で 質量は変わらない。
- 理由：原子は消えたり生まれない。
- 気体が出る場合は 密閉容器で確認する。
- 定比例の法則：化合物の元素質量比は一定。
- 銅:酸素:酸化銅 = 4:1:5 は要暗記。