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CH4(メタン)の酸化数は?CH4の完全燃焼・不完全燃焼の化学反応式も解説!【メタン】

Excel・英語以外のスキルアップ

科学的な解析(化学)を行う際には基本的に反応物質の酸化数や完全燃焼・不完全燃焼の化学反応式などの理解が必要となることが多いです。

そのためさまざまな物質の酸化数や完全燃焼・不完全燃焼の化学反応式を理解しておくといいわけですが、あなた覚えられていますか。

ここでは代表的な化学物質のCH4(メタン)に着目して、その酸化数や完全燃焼・不完全燃焼の化学反応式などをまとめていきますので、参考にしてみてください。

 

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CH4の酸化数は?【メタンの酸化数】

それでは以下でメタン(CH4)の酸化数について確認していきます。

結論からいいますと、メタンの酸化数はC:-4、H:+1です。

メタンだけではなく、前提として酸化数の規則には下記のようなものがあります。

  1. 単体中の原子の酸化数は0
  2. イオンの酸化数は、そのイオンの電荷に等しい
  3. 化合物中の原子の酸化数の総和は0
  4. 化合物中の水素原子の酸化数は+1、酸素原子の酸化数は-2

 

よって、メタンCH4分子の酸化数を考える際は上記規則3番の場合であるのでメタンCH4分子の酸化数は0となるを用いましょう。

計算式としては、メタンの炭素原子(C)の酸化数は水素原子(H)の酸化数は+1であるので、

・C x 1 +(+1)x4=0
⇔ C=-4

となります。

 

CH4(メタン)の完全燃焼の化学反応式は?生成物は?

さらには、メタン(CH4)の完全燃焼の化学反応式についても見ていきます。

メタンは完全燃焼すると空気中の酸素と反応して、二酸化酸素と水(生成物)になります。

その時の化学反応式は、CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O となります。

 

矢印の左側(反応前)と右側(反応後)でそれぞれの原子の数が同じであることを確認しましょう。

 

CH4の不完全燃焼の化学反応式は?生成物は?

続いて、メタン(CH4)の不完全燃焼の化学反応式についても見ていきます。

メタンは不完全燃焼すると空気中の酸素と反応して一酸化酸素と水になります。生成物として「一酸化炭素」が出るのが、完全燃焼との違いですね。

その時の化学反応式は2CH4 + 3O2 → 2CO + 4H2Oとなります。

矢印の左側(反応前)と右側(反応後)でそれぞれの原子の数が同じであることを確認しましょう。

 

なお、

メタンの分子式・分子量はこちら

メタンの電子式・構造式はこちら

で解説していますので、併せて確認してみてください。

 

まとめ CH4(メタン)の完全燃焼・不完全燃焼の化学反応式も解説!

ここまでメタン(CH4)の酸化数、完全燃焼、不完全燃焼の化学反応式について考えてきました。

内容をまとめると、

  1. メタン分子の酸化数は0 炭素の酸化数は-4
  2. 完全燃焼すると二酸化酸素と水を生成する
  3. 不完全燃焼すると一酸化炭素と水を生成する

メタンは都市ガスの主成分であり、生活の中で大きな恩恵を受けている物質です。

また、山、湖、海など自然界のいたるところに存在しています。

二酸化炭素とともに温暖化ガスの1つでもあるのでニュースなどでも触れられる機会があります。

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