No.2ベストアンサー
- 回答日時:
>速度の差が変?
平衡移動によってプロトンが供給される効果で、速度に対する濃度差がキャンセルされているのかな、とも思ったのですが、よく考えるとそれはおかしいですね。
2AH + Mg <> 2A^- + 2H^+ + Mg -> A2Mg + H2
仮にプロトンとマグネシウムの反応が律速で、平衡移動の方が圧倒的に速いとしたら・・・
結局、酢酸の場合、溶液中のプロトン量は常に塩酸に比べ2桁程度少ないことになりますから矛盾。
つまり、1Mの塩酸だと、最初からほぼ1Mのプロトンがいます。
1Mの酢酸だと、最初はほぼ0.01Mのプロトンがいます。これが消費されると、平衡移動でプロトンが供給されますけど、やっぱり0.01Mくらいが供給されるだけですから、塩酸に比べるとプロトン量は少ないことになっちゃいますね。
速度はプロトン濃度に比例するはずですから、10倍程度の差におさまるというのは納得しがたい。
逆に平衡移動の方が圧倒的に遅いとしたら・・・
これだと、もっと酢酸が遅くなるだろうからやっぱり矛盾。
だって、1Mの酢酸で、最初にいた0.01Mのプロトンが消費された後、平衡が遅いのでなかなか次のプロトンが供給されないことになってしまう。もたもたしているうちに、最初っからすべてのプロトンを放出していた塩酸の方はどんどん反応が進みます。
それに平衡移動の方が遅いというのはうそ臭いなぁ、とも思うし。
むしろ実験条件の方に原因を求めるべきでしょうか?
使ったマグネシウムの条件がほんとうにイコールだったかも肝ですかね。質量は同じでも、粒サイズが違っていたりで表面積が結構違っていたとか?
こっちの方が原因としては妥当では。不均一反応なので、金属の表面の状態および表面積で反応速度は大きく変わります。1桁程度の差を埋めてしまってもおかしくはない。
もっと厳密にやりたければ、反応の時間変化を追跡してみては?
条件が完全にそろっていれば、おそらく、マグネシウムを加えた瞬間の反応速度には、塩酸と酢酸では大きな差が見られるはずです。
あとは、反応速度の再現性ですかね。
マグネシウムの状態によるのなら、人によって結果が結構違っていてもおかしくありません。
速度の細かい測定は実際にできるかは分かりませんねー、でも。
ガスビュレットで水素量を測っているのなら、時間を10秒単位くらいで区切ってガス量を測って、エクセルなどでプロットしてみては?
ご回答ありがとうございます。
マグネシウムの状態に差があったというのは思いつきませんでした。確かに粒子が小さい物のほうが大きい物よりも速く反応は進むでしょうから十分原因として考えられますね。
また、実験中も酢酸の時だけムキになってフラスコを振っている人がいたような・・・。それだけで反応速度に違いが出てしまいますから、慎重にやるべきだと反省しました。
ちなみに、所詮高1の実験ですからガスビュレットなどは使わず、メスシリンダーを使用しました。
詳しい説明ありがとうございました。
No.1
- 回答日時:
仮に反応速度が水中の水素イオン濃度に比例すると考えれば、弱酸である酢酸では水素イオン濃度が他の酸よりも低いために、反応速度は遅いものと考えられます。
また、1価の強酸と2価の強酸の濃度が同じであるとすれば、その水素イオン濃度はその酸の価数に比例するはずですから、2価の強酸の水素イオン濃度は1価の強酸の2倍になり、反応速度も2倍になるはずです。
そういう風に考えれば、2価の強酸の方が反応速度が速く、1価の強酸の約2倍になると想像できます。
ただし、「反応速度が水中の水素イオン濃度に比例する」と仮定すればの話です。これが正しいかどうかはわかりませんが、与えられた条件の範囲内では、このような仮定でもしない限りは結論が出せませんね。
すみません。すべて1Mの酸あることを述べ忘れていました。
確かに、そうと仮定しない限り(実際そのような気もしますが)答えは導けないようですね。ただ、酢酸と一番発生速度が速い酸の発生速度が10倍くらいの差で、酢酸の電離度(α≒0.01)を考えるとどうもひっかかるのですが・・・。
ご回答ありがとうございます。
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