第２章 基礎的な化学
3⃣化学と気体の法則
重要ポイント
圧力や温度の変化により気体の体積が変わる
質量保存の法則
物質が化学変化すると別の物質になるが、質量は変わらない。これを質量保存の法則という。
たとえば、炭素（C）１２gと酸素（O）３２ｇが化合すると別の物質の二酸化炭素（ＣＯ₂）４４ｇになる。
これは、化学変化すると原子の組み合わせがかわるが、原子の種類と数は変わらないためです。
また、化合物の中で化合している元素の質量の比は常に一定で、これを定比例の法則といいます。
たとえば、水の元素は水素と酸素だが、質量の比は常に「水素１：酸素８」です。
質量の比が「水素１：酸素８」ということは、水が９ｇあったとき、元素の質量の割合は「水素１ｇと酸素８ｇ」になる。
ボイル・シャルルの法則
温度が一定の場合、気体の体積（Ｖ）は圧力（Ｐ）に反比例する。これをボイルの法則という。
ー公式ー
圧力Ｐ×気体の体積Ｖ＝ｋ（kは定数）
また、圧力Ｐ₁で体積Ｖ₁の気体が、圧力Ｐ₂で体積Ｖ₂になったとき、下記の式が成り立つ。
圧力Ｐ₁×気体の体積Ｖ₁＝圧力Ｐ₂×気体の体積Ｖ₂
たとえば、
温度が２０℃、圧力が２、体積が４だったら、２×４＝８。
温度が２０℃、圧力が４なら、体積は２になり、２×４＝８。
温度が同じ場合、圧力と体積を掛け合わせた数字は常に同じになる。
また、圧力が一定のとき、気体の体積（V）は温度が１℃変わるごとに、０℃のときの体積の1/273ずつ変わりる。そして、温度を絶対温度（セ氏温度＋２７３度）で表すと、気体の体積（V）は絶対温度（T）に比例する。これをシャルルの法則といいます。
つまり、『圧力は同じのまま温度が変わると、比例して気体の体積も変わる』。
たとえば、０℃で３ℓの気体が、同じ圧力のまま温度を１℃上げると、体積も1/273増える。温度をこのまま２７３℃まで上げると、体積は２倍の６ℓになる。絶対温度は０℃のとき２７３Kで、２７３℃になると２倍の５６４Kになってるから、体積も比例して２倍になる。
ボイルの法則とシャルルの法則を併せて考えると、一定の気体の体積（V）は、圧力(P)に反比例し、絶対温度（T）に比例する。これをボイル・シャルルの法則といいます。
ちなみに、あらゆる温度、圧力で、ボイルの法則やシャルルの法則に従うと仮定した気体を理想気体という。
互いに反応しない２種類以上の気体（混合気体）を１つの容器に入れたとき、混合気体の圧力(全圧)は、混合する前の気体の圧力の和と等しくなる。これをドルトンの法則といいます。
まとめ
質量保存の法則・・・物質が化学変化しても別の物質になっても質量は変わらない
ボイルの法則・・・温度が一定のとき、気体の体積は圧力に反比例する
シャルルの法則・・・圧力が一定のとき、気体の体積は絶対温度に比例する
ボイルシャルルの法則・・・一定量の気体の体積は、圧力に反比例し絶対温度に比例する
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