【高校化学/無機化学】アルカリ金属元素の化合物について9分で解説!

このページのまとめ

  • アルカリ金属の化合物には、私たちの生活や産業に重要な役割を果たすものが数多くあります。
  • 代表的なものには、塩化ナトリウム(NaCl)、水酸化ナトリウム(NaOH)、水酸化カリウム(KOH)、硝酸カリウム(KNO₃)、炭酸ナトリウム(Na₂CO₃)などがあります。
  • これらは、日常の食品や工業製品、化学反応、肥料や火薬など、幅広い分野で活用されています。

~先生と生徒の会話~

生徒

アルカリ金属の化合物って、どんなものがあるんですか?

先生

アルカリ金属の化合物には、私たちの生活や産業に密接に関わるものがたくさんあるんだ。例えば、最もよく知られているのは塩化ナトリウム(NaCl)だね。これは、食塩の主成分で、料理で毎日使っているよね。塩化ナトリウムは、ナトリウムイオン(Na⁺)と塩化物イオン(Cl⁻)が結びついてできていて、ナトリウムと塩素が1対1の割合で結合しているんだ。

生徒

塩化ナトリウムって、ただの塩ですよね?他にはどんな化合物があるんですか?

先生

他にもたくさんあるよ!例えば、水酸化ナトリウム(NaOH)も重要な化合物だよ。これは、非常に強い塩基(アルカリ)で、化学工業では「苛性ソーダ」と呼ばれているんだ。水酸化ナトリウムは、紙の製造や石鹸の製造、化学工場での中和反応に広く使われているんだよ。水に溶かすと強いアルカリ性を示して、肌に触れると危険だから、取り扱いには注意が必要なんだ。

先生

化学式は次のようになる:NaOH → Na⁺ + OH⁻

先生

このように水中で電離して、強い塩基性を示すんだ。

生徒

水酸化ナトリウムはよく聞くけど、危ない物質なんですね。じゃあ、カリウムの化合物とかもあるんですか?

先生

もちろん!水酸化カリウム(KOH)という化合物も非常に重要なんだ。これは水酸化ナトリウムと同じく強い塩基で、カリウムイオン(K⁺)と水酸化物イオン(OH⁻)が結びついているんだ。水酸化カリウムも苛性カリとも呼ばれていて、特に石鹸の製造や電池の電解液として使われているんだよ。

先生

水酸化カリウムも水中で電離して、塩基性を示す:KOH → K⁺ + OH⁻

先生

ちなみに、アルカリ金属の水酸化物はみんな水に溶けると強いアルカリ性を示すから、取り扱いには十分注意が必要なんだ。

生徒

水酸化ナトリウムや水酸化カリウムって、化学工業でよく使われているんですね。ほかにも何か重要な化合物ってありますか?

先生

もう一つ、非常に重要な化合物として硝酸カリウム(KNO₃)があるよ。硝酸カリウムは、特に肥料としてよく使われているんだ。カリウムイオン(K⁺)と硝酸イオン(NO₃⁻)が結びついてできていて、植物の栄養素として非常に重要なんだよ。さらに、硝酸カリウムは火薬の成分でもあり、爆発物や花火の原料としても使われているんだ。

先生

硝酸カリウムは、次のように電離する:KNO₃ → K⁺ + NO₃⁻

先生

このように、硝酸イオンが電離して、肥料として土壌にカリウムを供給する役割を果たしているんだ。

生徒

なるほど、肥料や火薬にまで使われているんですね。ほかに有名な化合物ってありますか?

先生

もう一つよく知られているのが炭酸ナトリウム(Na₂CO₃)だね。これは「ソーダ灰」とも呼ばれていて、ガラスの製造や洗剤、食品の製造に使われているんだ。炭酸ナトリウムは水に溶けるとアルカリ性を示して、汚れを分解したり、中和反応に使われたりするんだよ。

先生

化学式はこうだ:Na₂CO₃ → 2Na⁺ + CO₃²⁻

先生

このように炭酸イオン(CO₃²⁻)が電離して、アルカリ性を示すんだ。炭酸ナトリウムは、ガラスの製造で非常に重要な役割を果たしていて、特に窓ガラスやボトルの製造に使われているんだよ。

先生

それに、アルカリ金属の化合物は他にもたくさんあって、特に工業で非常に重要なんだ。例えば、過酸化ナトリウム(Na₂O₂)は酸化剤として使われていて、酸素を供給する役割を果たしている。これは特に閉鎖環境での酸素供給に使われることが多いんだ。


例題&解答

【例題1】
水酸化ナトリウム(NaOH)を水に溶かしたときに電離して生成されるイオンを示しなさい。

【解答】

水酸化ナトリウム(NaOH)は水中で次のように電離する:NaOH → Na⁺ + OH⁻

【例題2】
アルカリ金属化合物の中で、肥料や火薬として使用されるものを答え、その化学式を示しなさい。

【解答】

硝酸カリウム(KNO₃)は肥料や火薬として使用される。化学式は次の通り:KNO₃ → K⁺ + NO₃⁻

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この記事を書いた人

京都大学工学部工業化学科卒業。
過去に某有名学習塾にて化学科講師として勤務。対面授業,オンライン授業共にのべ2000人以上の生徒を指導し,多くを東大・京大・国公立医学部へ排出。