レポートを制作している中学生です。
中学生でも一応理解のできる範囲の回答をお願い致します。
(イオンについては一通り学習してあります)
例えば塩酸と水酸化ナトリウムの中和ですと、
HCl+NaOH→H2 O+NaCl+熱エネルギー となりますよね。
これをイオンで考えると
H(+)+OH(-)→H2 O +熱エネルギー
Cl(-)+Na(+)→NaCl
となると教わりました。
この時、H2 Oの合成では熱エネルギーが発生しているのに対して、
NaClの合成では発生していません。
分解では原子と原子の結びつきに熱エネルギーを要するので
吸熱反応となり、
化合ではエネルギーが余るので発熱反応になると教わりました。
ではNaClの合成でエネルギーが発生していないのは何故でしょうか?
また、熱エネルギーが生じる条件(法則)などは
あるのでしょうか?
初歩的な質問で申し訳ありませんが、よろしければ回答お願い致します。
No.4ベストアンサー
- 回答日時:
既に回答が出ている様に,水溶液の状態では Na+ と Cl- の間の結合が殆ど存在しないからです。
もう少し具体的に説明しましょう。
「塩酸」塩化水素分子(H-Cl)を水に溶かしたものです。この水に溶けると,H-Cl の H と Cl の結合が切れ,H+ と Cl- に分かれます。この時,H+ と Cl- は周りを水分子で囲まれた状態になります。この様なイオンを「水和イオン」と言います。
この時,H と Cl の結合が切れるので「吸熱反応」と思いそうですが,多数の水分子と H+ や Cl- との間の結合が出来ますので,全体としては発熱反応になります。
HCl + aq. → H+(aq.) + Cl-(aq.) + 熱エネルギー
[aq. は溶媒の水;(aq.) は水和している水]
NaOH の場合も同じです。
NaOH + aq. → Na+(aq.) + OH-(aq.) + 熱エネルギー
ここで,両者を混ぜると,H+ と OH- は反応して水分子になります。この場合は,結合が出来ますので発熱反応です。
H+(aq.) + OH-(aq.) → H2O + aq. + 熱エネルギー
= H+ + OH- → H2O + 熱エネルギー
一方,Na+(aq.) と Cl-(aq.) はそのままの状態で存在します。溶液中のイオンは Na+ と Cl- だけですので,形式的に Na+ + Cl- → NaCl の反応式を書きますが,溶けた状態では反応していません。ですので,熱エネルギーの出入りは考えません。
『熱エネルギーが生じる条件(法則)』ですが,原料(反応式の左に書いたもの)が持っている総エネルギーが生成物(反応式の右に書いたもの)が持っている総エネルギーより多ければ,多い分のエネルギーが熱として出てきます(つまり,発熱反応)。
参考になりそうなページ(熱化学)を下にあげときます。高校生用のページですが,わりと簡単に書かれていますので解るのではないかと思います。
参考URL:http://www.geocities.com/yoshihitoshigihara/netu …
お礼が遅くなり申し訳ありません。
非常に丁寧に説明して下さりありがとうございました。
難しい内容ですがわかり易かったです。
おかげさまでかなり深いところまで突っ込んだレポートに
なりました。
それにしても化学って、やればやるほどどんどん深みに
はまっていきますね…。面白いです。
No.3
- 回答日時:
塩酸と水酸化ナトリウム自体が、イオンのかたちで存在しているので、
(もともとが、H+ とCl-。Na+ とOH-、というかたちで存在している)
Cl-とNa+については、中和後も、そのままイオンとして存在するから、何も変化していない。
ちなみに、結晶の水酸化ナトリウムを水に溶かすだけで発熱します。
No.1
- 回答日時:
(1) H(+)+OH(-)→H2 O +熱エネルギー
(2) Cl(-)+Na(+)→NaCl
(2)の反応でもあまったエネルギーは放出されます。
ただし、(1)の反応にくらべると放出されるエネルギーが
小さいので書かれていないだけでしょう。
というのも、最終的にできる結合の強さが大きく違うためです。
つまり、共有結合とイオン結合では安定の度合いが大きく違うので、
放出されるエネルギーも大きく違うのです。
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