様々な物質と人間生活｜高校化学

根拠は高等学校学習指導要領（平成30年告示）「化学」の内容 (5) ア (ｱ) ㋐「様々な物質と人間生活」。
告示は「無機物質、有機化合物及び高分子化合物がそれぞれの特徴を生かして人間生活の中で
利用されていることを理解すること」を求めており、解説は工業的製法・特徴的な性質をもつ無機物質・
生理活性をもつ有機化合物・機能性高分子・資源の再利用・機器分析を例に挙げている。

0. どういう論点か

ここまでの単元で覚えた物質が、なぜその用途に選ばれたのかを確かめる回です。
覚え直すことはほとんどありません。性質と用途を結ぶ 1 行が言えるかどうかが問われます。

分類	生かされている性質の例
無機物質	酸化チタンの光触媒作用、窒化ガリウムの発光、ネオジムの磁性
有機化合物	ペニシリンなどの生理活性、アゾ化合物の色
高分子化合物	吸水性・導電性・生分解性などの機能

引っかけの分かれ目は次の 3 つ。

工業的製法は「原料が安く手に入るか」で決まる（アンモニアソーダ法は塩と石灰石）
機能性高分子は、官能基や構造を足して機能を持たせたもの
リサイクルには、同じ物に戻す（マテリアル）・原料に戻す（ケミカル）・燃やして熱を使う（サーマル）がある

1. 工業的製法が支えているもの

根拠: 学習指導要領化学-(5)-ア-(ア)-㋐

炭酸ナトリウム・硫酸・水酸化ナトリウムは、それぞれどんな製法で作られる？

アンモニアソーダ法・接触法・イオン交換膜法

いずれも安価な原料（塩・硫黄・石灰石）から大量に作れるのが要点。

硫酸が「工業の基礎物質」と呼ばれるのはなぜ？

肥料・繊維・電池・医薬品など、非常に多くの製造工程で使われるから

生産量が国の工業力の目安とされたこともある。

アンモニアの工業的製法が食糧生産を変えたのはなぜ？

空気中の窒素から窒素肥料を作れるようになったから

それまでは天然の資源に頼っていた。

2. 性質を生かした無機材料

根拠: 学習指導要領化学-(5)-ア-(ア)-㋐

酸化チタンが光触媒として使われるのは、どんな性質による？

光を受けると強い酸化作用を示す性質

汚れの分解や抗菌、水の分解に利用される。

窒化ガリウムは何に使われる？

発光ダイオード（LED）

青色 LED の実現で、白色 LED による照明が可能になった。

ネオジムは何に使われる？

強力な磁石（ネオジム磁石）

モーターやスピーカーの小型化を支えている。

セラミックスとは？どんな性質をもつ？

無機物質を高温で焼き固めた材料。硬く、熱や薬品に強い

食器から人工骨、半導体基板まで幅広く使われる。

3. 有機化合物と高分子の機能

根拠: 学習指導要領化学-(5)-ア-(ア)-㋐

ペニシリンの発見が医療を変えたのはなぜ？

細菌の増殖を抑える抗生物質で、感染症を治せるようになったから

微生物から見つかった生理活性物質。

サリチル酸の誘導体が医薬品になっている例は？

アセチルサリチル酸（解熱鎮痛剤）とサリチル酸メチル（消炎剤）

もとの化合物に手を加えて、刺激を弱めたり効き方を変えたりしている。

アゾ化合物が染料に使われるのはなぜ？

アゾ基を含む構造が可視光を吸収して、鮮やかな色を示すから

繊維に結び付きやすいよう、官能基を調整して作られる。

炭素繊維が航空機に使われるのはなぜ？

軽くて強い（比強度が大きい）から

樹脂と組み合わせた複合材料として使う。

高吸水性高分子はどんな仕組みで水を保つ？

網目構造の内部に、親水基が水を取り込んで離さないから

紙おむつや土壌の保水材に使われる。

イオン交換樹脂は何に使える？

水中のイオンを取り除く（純水の製造）

陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂を組み合わせて使う。

生分解性高分子とは？

微生物によって分解される高分子

使い捨て製品や医療用の縫合糸に使われる。

導電性高分子が発見されて何が可能になった？

軽く、曲げられる電気材料

有機 EL や電池の電極などに応用されている。

4. 資源を回して使う

根拠: 学習指導要領化学-(5)-ア-(ア)-㋐

アルミニウムのリサイクルが特に有利なのはなぜ？

鉱石から作るより、はるかに少ない電力で済むから

溶融塩電解には大量の電気が必要。

マテリアルリサイクルとケミカルリサイクルの違いは？

同じ材料として再利用するか、原料（単量体など）に戻して作り直すか

PET ボトルではどちらも行われている。

サーマルリサイクルとは？

燃やして熱エネルギーとして利用すること

材料としては戻らないので、他の方法が優先される。

物質を同定するために使われる機器分析の例は？

質量分析・赤外分光・核磁気共鳴（NMR）など

未知の化合物の構造を決めるのに使われる。