化学基礎で必ずつまずきやすい単元といえば、化学反応式の係数を決める「目算法」です。特に、多くの人が「とりあえず1を置くところまではできるけど、そこからどう合わせればいいのか分からない」と感じます。この記事では、目算法の基本から、実際の合わせ方までを体系的に解説し、誰でも自力で係数をそろえられるようになるコツを紹介します。
目算法とは何かをまず理解する
目算法とは、化学反応式に登場する元素の数を左右で一致させるために係数を決めていく手法です。数学のように式変形をするものではなく、あくまで「数をそろえる作業」であることを意識すると理解が深まります。
例えば、燃焼反応でよく出てくる C + O2 → CO2 を考えると、左側にCが1つ、右側にもCが1つ、Oが左右2つずつあり、最初から整っています。
ですが複雑な反応ほど、こう簡単にいかず、係数を置きながら数を合わせていく必要があります。
係数を1に置く理由と、その後の考え方
一般的に、もっとも種類が多い化学式または最も複雑な化学式の係数を1としてスタートします。これは「自由度を減らす」ためです。係数が全部自由に動くと混乱の元なので、1つ固定してしまうわけです。
例えば、Fe + O2 → Fe2O3 を例に、Fe2O3の係数を1にして始める場合、右側にはFeが2つ、Oが3つあることが分かります。
次に、左側のFeを2にすればFeがそろいます。ではOをそろえるにはどうするのか？ここで次のステップが重要です。
ステップ1：最も合わせにくい元素から先に決める
O（酸素）は O2 と O3 のように偶数と奇数のズレが生じるため、合わせにくい元素の代表です。そのため、Oをどうそろえるかを優先して考えます。
右側には3つのOがあり、左側にはO2 しかないため、偶数と奇数がぶつかります。そこで O2 に係数 3 を付けると Oが6つになり、右側のO3を2倍して6に揃えることができます。
この考え方はどの反応でも応用可能で、特に偶数・奇数の調整が重要です。
ステップ2：残りの元素を最後に合わせる
酸素を合わせ終わったら、次はFeを合わせます。右側でFeは2×2=4個になっているため、左側のFeの係数を4にします。これで全ての元素がそろいます。
こうした「先にやるべき元素」「後で合わせやすい元素」を見極めることが、目算法のコツの1つです。
基本の考え方は、①複雑・合わせにくい元素から先に決める、②合わせやすい元素は後回しということです。
よくあるミスと避けるためのポイント
よくあるミスは「無理に全部同時に合わせようとすること」です。化学反応式は段階的に合わせていくものなので、一気に解こうとすると混乱します。
また、1度間違えたときは戻って係数を見直せばよく、計算ではなく「調整作業」だと考えると気楽にできます。
実際の問題を解くときは、紙の端に各元素が左右で何個あるかをメモしながら調整するとスムーズに進められます。
まとめ：目算法は“手順”を覚えれば誰でもできる
目算法は難しい計算ではなく、あくまで元素の数をそろえる作業です。複雑な係数を1に置いた後は、「どの元素から合わせるか」という順番さえ意識できれば、自然と係数は決まっていきます。
複雑な反応式でも、手順通りに考えれば必ず整えられるようになるので、焦らず一つずつ練習していきましょう。
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