問題
次のうち、物質の変化に関する説明として、正しいものはどれか。
(1) 氷が溶けて水になる変化は化学変化である。
(2) 鉄がさびる変化は物理変化である。
(3) 水が電気分解されて水素と酸素になる変化は化学変化である。
(4) 食塩が水に溶ける変化では新しい物質が生成される。
(5) アルコールが蒸発する変化では化学的性質が変化する。
危険物取扱者乙種４類｜物質の化学変化と物理変化を解説
物質の変化には、物質そのものの性質や成分が変わらない物理変化と、別の物質が生成される化学変化があります。答えは(3)です。水を電気分解すると、水という物質が水素と酸素という別の物質に分かれるため、化学変化にあたります。状態変化や溶解は物理変化として扱われることが多く、燃焼、さび、分解などは化学変化として判断するのが基本です。
(1) 氷が溶けて水になる変化は化学変化である。
不適切です。氷が溶けて水になる変化は、固体から液体への状態変化であり、物理変化です。氷も水も、物質としてはどちらも水であり、化学式はH2Oのまま変わりません。見た目や状態は変化しますが、新しい物質ができているわけではないため、化学変化ではありません。
(2) 鉄がさびる変化は物理変化である。
不適切です。鉄がさびる変化は、鉄が空気中の酸素や水分と反応して酸化鉄などの別の物質になる変化です。鉄そのものとは性質の異なる物質が生成されるため、化学変化です。危険物取扱者試験では、さびる、燃える、腐る、分解するなどは化学変化として判断するのが基本です。
(3) 水が電気分解されて水素と酸素になる変化は化学変化である。
適切です。水を電気分解すると、水が水素と酸素に分かれます。水素は可燃性の気体、酸素は助燃性の気体であり、もとの水とは性質が大きく異なります。このように、反応の前後で物質の種類が変わり、新しい物質が生成される変化は化学変化です。
(4) 食塩が水に溶ける変化では新しい物質が生成される。
不適切です。食塩が水に溶ける変化は、食塩が水中に広がる溶解であり、基本的には物理変化として扱われます。食塩水を蒸発させれば、再び食塩を取り出すことができます。新しい物質が生成されたわけではないため、化学変化ではありません。
(5) アルコールが蒸発する変化では化学的性質が変化する。
不適切です。アルコールが蒸発する変化は、液体から気体になる状態変化であり、物理変化です。蒸発してもアルコールという物質そのものは変わらず、化学的性質も基本的に変化しません。ただし、アルコールの蒸気は引火しやすいため、危険物の学習では状態変化と火災危険性をあわせて理解することが大切です。
この問題で覚えるポイント
物理変化とは、物質の状態や形、見た目が変わっても、物質そのものの種類が変わらない変化です。融解、凝固、蒸発、凝縮、昇華、溶解などが代表例です。化学変化とは、反応の前後で物質の種類が変わり、新しい物質が生成される変化です。燃焼、酸化、さび、分解、発酵などが代表例です。判断の基準は、見た目が変わったかどうかではなく、別の物質ができたかどうかです。氷が水になる、水が水蒸気になる、アルコールが蒸発するなどは状態が変わるだけなので物理変化です。鉄がさびる、水が電気分解される、物質が燃えるなどは、別の物質ができるため化学変化です。試験では、状態変化と化学変化の区別がよく問われるため、化学式や物質名が変わるかどうかを意識して判断すると正答しやすくなります。
ひっかけポイント
このテーマでは、見た目の変化が大きいものを化学変化だと思わせるひっかけがよく出ます。氷が水になる、アルコールが蒸発するなどは見た目や状態が大きく変わりますが、物質そのものは変わっていないため物理変化です。反対に、鉄がさびる変化はゆっくり進むため日常的には単なる劣化のように見えますが、酸素などと反応して別の物質ができるため化学変化です。また、食塩が水に溶けると目に見えなくなるため、新しい物質ができたように感じやすいですが、蒸発によって再び取り出せるため物理変化として判断します。迷ったときは、状態や形だけの変化なのか、別の物質が生成されたのかを基準にすると、同じパターンの問題にも対応できます。
