硫酸ナトリウム・10水和物と硝酸アンモニウムを混合し、
かき混ぜたとき、始めは温度が急激に減少し、
約5分で-3℃位にまで下がり、また、温度が上昇しました。

この現象はなぜ起きるのでしょうか?

ヒントとして、次のように言われたのですが、よく分かりません。
『固体が液体になるとき、融解熱が必要であり、
また、融解すれば、結晶水は必要となくなるので、水は遊離する。
この水に、硝酸アンモニウムが溶解するが、そのときの熱の出入りを考えること』

お願いします。

A 回答 (2件)

 「硫酸ナトリウム・10水和物と硝酸アンモニウムを混合し、かき混ぜたとき」,両者はどうなりましたか?



 状態が変化しませんでしたか?その変化と先生(?)のヒントを考え合わせれば,答えが出ると思います。

 ところで,ご質問の内容はタイトルにある「凝固点降下」には関係ありませんが?「凝固点降下」の事だけ考えているために解答が見付からないのではありませんか。
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この回答へのお礼

凝固点降下ではなかったんですね。
プリントの見出しが凝固点降下だったため、
凝固点降下に関することだとばかり……

ありがとうございました  m(__)m

お礼日時:2001/10/24 21:55

温度が下がったのは「融解熱」ですが、あとでまた温度が上がったのは、室温のせいでしょうね。



救急箱用品で、瞬間冷却パックというのがあります。アイスノンみたいに事前に冷やす必要がない。これの原理が融解熱利用です。
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この回答へのお礼

室温ですか。。。
室温のことをまったく考えていませんでした(^^ゞ

融解熱の利用まで教えていただいて。。。

ありがとうございました。

お礼日時:2001/10/24 21:53

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Qモル凝固点降下度について・・・

こんにちは。質問なんですが、
問題A
水1kgに尿素(分子量60)1モルが溶けている溶液の凝固点降下度(モル凝固点降下)はいくらか。
問題B
純粋な水の凝固点は0.00℃であり、水500gにグルコース(分子量180)9.0gを溶かした水溶液の凝固点は-0.19℃である。水のモル凝固点降下(溶質粒子1モル/kgの時の凝固点降下度)はいくらか。

という二つの問題があり、Aの答えは1.9Kと解答に書かれていて,Bは1.9K・kg/モルと書かれています。

同じモル凝固点降下を聞いているのに、なぜ、単位が異なるのですか?教えて下さい。

Aベストアンサー

Aの問題は、はじめから1kgの水と書いてあります。つまり、そこに用意した溶媒は、溶質をXモル溶かしたら(今回は1モル)何℃下がりますかと聞いているわけです。
Bの問題は、ただ単に水としか書いてありません。<水500gにグルコース(分子量180)9.0gを溶かした水溶液>の部分の水の量は単に例としてあげられているだけです。
要するに、”水”というものの全体の凝固点降下度を聞いているわけです。だから、答えを出すときには、回答者がどんだけの水に、どれだけの量の溶質を入れたもので計算したのか単位を書かなければ、周囲の人はわからなくなります(水1gに1Kモルかもしれない、もしくは水1リットルに溶質1gかもしれない)。よって、それぞれの単位を書かなければならないのです。

大抵、単位の書き方は問題に書いてあります。わかりにくければ、Aの問題でもBと同じ答え方をしておけばよろしいでしょう。1kgに1モルで単位が同じになるので、間違いにはならないはずです。

QCOD アンモニウム 亜硝酸 硝酸 リン酸

COD アンモニウム 亜硝酸 硝酸 リン酸
これらのものについて、すくないとどうなる、多いとどうなる、
そもそも何なのか、を教えてください。

追記
 自由研究で早急に資料が必要です。検索してもここまでは出てきません。
  よろしくお願いします。

Aベストアンサー

ご質問の内容をきちんと理解して頂くには、最低限、高校化学の「酸化・還元」の知識が必要で、ここではとても説明し切れません。ごくごく粗っぽい説明ですが、

1.CODは「化学的酸素要求量」で、水中の有機物による汚染の度合いを表します。

2.アンモニアは、富栄養化物質である窒素の化合物の一種で、生物の排泄物や腐敗物などから出ますが、この物質は好気性微生物(酸素がある環境を好む)の働きで亜硝酸、続いて硝酸に「酸化」され、硝酸から嫌気性微生物(酸素がない環境を好む)の働きで窒素ガスへと「還元」されてゆきます。

3.リン酸は、リンが水中で存在できる形の化合物です。リンはやはり富栄養化物質で、こちらは空気中に放出されることがありませんので、微生物に取り込まれるか、化学的な処理で取り除くしかありません。

少し内容が難しいかも知れませんが、図書館などで以下の本を探して頂くと、詳しい説明が出ています。
 「とことんやさしい水の本」谷腰欣司著、日刊工業新聞社
 「よくわかる水処理技術」栗田工業(株)著、日本実業出版社

Q凝固点降下と沸点上昇

高校の教育が新課程になったため凝固点降下と沸点上昇を表す以下の公式の証明が書いてありません。化学の参考書とか持っていないので、導出過程を教えてください。


分子量Mの物質をw(g)を溶媒W(g)にとかしたとき

Δt=(1000×w×k)/(M×W)が成り立つ

※k:モル凝固点降下、モル沸点上昇

Aベストアンサー

化学の公式?というのは、その性格上、数学の公式とは異なり、論理的に証明するというようなものではありません。
もちろん、それなりの理論というものはありますが、それは実験結果を説明するためのものという見方もできます。

沸点上昇や凝固点降下も実験結果に、理論的な説明をつけたものと言えるでしょうが、詳細な議論は高校の範囲を超えており、旧課程といえども詳しい説明は省略されているはずです。

「公式の証明」ということはできませんが、その式の意味するところは、ある物質の別の物質を少量とかしたときに、その重量モル濃度に比例して沸点が上昇したり、凝固点が降下したりするという意味です。
(1000×w)/(M×W)は重量モル濃度、すなわち溶媒1kgに溶けている溶質の物質量を表しています。
また、kは物質ごとに測定されているモル凝固点降下およびモル沸点上昇定数です。
Δtは沸点上昇あるいは凝固点降下であり、純粋な物質の沸点や凝固点からのずれを表しています。

溶質が電離している場合には、そのイオンの物質量から計算する必要があります。

Q熱化学方程式の融解熱・蒸発熱を絶対値で表す理由

はじめて質問させていただきます。よろしくおねがいします。

普通、熱化学方程式の融解熱・蒸発熱は、たとえば水の蒸発熱ですと、
H2O(液)=H2O(気)-44kJ(数字は、本来小さい文字です)
とあるのに、ある参考書を読むと、「融解熱・状態熱は、吸熱だが絶対値で表す」と書いてあります。
疑問は、熱化学方程式の融解熱・蒸発熱を絶対値で表す理由がよく分からなくて、何でなのかな…と思っています。

分かる方が居ましたら、よろしくお願いします。

Aベストアンサー

No.2の補足です。
水と水蒸気の間の変化を表す熱化学方程式は、
H2O(液)=H2O(気)-44kJ または
H2O(気)=H2O(液)+44kJ
と表すことになります。ここで、符号を逆転させることは出来ません。

ただし、「気化熱」とか「凝縮熱」という言葉を使う場合について、たとえば上式では「水の気化熱は44kJである」ということを表していることになり、下式では「水の凝縮熱は44kJである」と言うことを表していることになります。
言い換えれば、44kJの前の符号が、上式では-であり、下式では+になっていますが、それぞれが表す「気化熱」と「凝縮熱」はいずれも「正の値」になるということです。現実問題としてそれらが負の値になることはありません。

別の表し方をすれば、
H2O(液)=H2O(気)-気化熱 または
H2O(気)=H2O(液)+凝縮熱
になるということです。ここでは気化熱」と「凝縮熱」はいずれも「正の値」です。それらの前の符号の違いに注して下さい。

Q混合溶液の凝固点降下度について

ブドウ糖(180)とショ糖(342)の混合物65.25gを、水500gに溶かした水溶液の凝固点降下度は0.93である。水のモル凝固点降下を1.86K・Kg/molとすれば、この混合物のブドウ糖とショ糖のモル比は何か?という問題なのですが、単純に公式に代入するだけではでそうにないみたいなのですが、分かる方教えていただけませんか?

Aベストアンサー

凝固点降下の公式から、ブドウ糖とショ糖の混合物が水 500g に溶けているモル数は求められますよね?
⇒ 0.25mol になると思います。

つまり、ブドウ糖 Ng mol、ショ糖 Ns mol とすれば

Ng + Ns = 0.25 …(1)

そして、混合物の質量が与えられていますから

180Ng + 342Ns = 65.25 …(2)

あとは (1)、(2) を連立して Ng、Ns が求まりますよね。

Q溶けた時に発熱する原因 水酸化ナトリウムが水に溶けた時に発熱しますよね、原因は潮解性や水和熱やらがあ

溶けた時に発熱する原因

水酸化ナトリウムが水に溶けた時に発熱しますよね、原因は潮解性や水和熱やらがあると思うんですけど実際は何がどうなって発熱してるのか、詳しくお願いします

Aベストアンサー

どうなっているかは私も答えられないので、求められている答えと違うかもしれませんが

潮解や水和というのは水に溶かして水溶液に近くなっている状態とすると

(水酸化ナトリウム+水)と(水酸化ナトリウム水溶液)では持ってるエネルギー量の総量が違うためです。

熱力学第一法則(エネルギー保存則)とかヘスの法則と言われているもので
エネルギーの総量は化学反応が起ころうと不変であるという理論です。

化学反応式は物質の状態を表しているだけで、反応のすべてを表してません。
化学反応式 NaOH + H2O→NaOH(水溶液)ですが

ここにそれぞれの部分の持っているエネルギー量を
NaOH = 10、H2O = 5とすると(数値は適当です)
水に溶かした状態は15ではなく NaOH(水溶液) =13 となる場合
残ったエネルギー量=2の分が エネルギーとして出てくるから発熱します。

ちなみにエネルギーであればなんでも良いので熱だけではなく、
光やX線とかのエネルギーになる場合もあります。
今回とは関係ないけど、NaOH(水溶液) =15以上だった場合、エネルギーが足りないので吸熱反応で冷えることになります。

質問の答えをなげやりに答えると
水酸化ナトリウムが潮解や水和で水が付いた方が化学的に安定なので
安定化する時に邪魔な熱エネルギーを放出したから発熱する
という答えでも間違いではない気がする。

どうなっているかは私も答えられないので、求められている答えと違うかもしれませんが

潮解や水和というのは水に溶かして水溶液に近くなっている状態とすると

(水酸化ナトリウム+水)と(水酸化ナトリウム水溶液)では持ってるエネルギー量の総量が違うためです。

熱力学第一法則(エネルギー保存則)とかヘスの法則と言われているもので
エネルギーの総量は化学反応が起ころうと不変であるという理論です。

化学反応式は物質の状態を表しているだけで、反応のすべてを表してません。
化学反応式 NaOH + H2O→NaOH...続きを読む

Q凝固点降下定数の単位

なぜ凝固点降下定数の単位って(k/mol・kg-1)と言う単位になるのですか?


凝固点降下定数=RT*2/ΔH


と言う式なのですが、Rは(j/mol・k)、Tは(K)、Hは(kj/mol)という単位で表されていて、これをいじってみても(k/mol・kg-1)になりません。

教えてください。お願いします。

Aベストアンサー

これは、濃度をどの単位で表示するかの違いです。

希薄溶液で、凝固点降下度をΔt、溶質のモル分率をx、溶媒の融点をT、溶媒のモル融解エンタルピーをΔHとすると、

Δt=(R(T^2)/ΔH) x

となりますが、(R(T^2)/ΔH)の単位はK(ケルビン)であり、モル分率は無次元量なので、上の式の単位は両辺で一致しています。※(T^2)はTの2乗です。

つぎに、濃度を質量モル濃度 m(溶媒の単位質量に溶ける溶質の物質量)で表示した場合、溶媒のモル質量をMとして、モル分率xとは

x=m/(m + 1/M)

の関係となりますが、希薄溶液では m + 1/M ≒ 1/M とみなせるので

x=m M

したがって、

Δt=(MR(T^2)/ΔH) m

ここで、Mの単位を kg/mol で表わせば(数値としては、溶媒の分子量の0.001倍)、(MR(T^2)/ΔH)の単位は kg K / mol なので、ご質問のものと一致します。

(参考)
http://ostwald.naruto-u.ac.jp/~takeda/class/gr_labwork1/fpdpress/fpdpress.pdf

これは、濃度をどの単位で表示するかの違いです。

希薄溶液で、凝固点降下度をΔt、溶質のモル分率をx、溶媒の融点をT、溶媒のモル融解エンタルピーをΔHとすると、

Δt=(R(T^2)/ΔH) x

となりますが、(R(T^2)/ΔH)の単位はK(ケルビン)であり、モル分率は無次元量なので、上の式の単位は両辺で一致しています。※(T^2)はTの2乗です。

つぎに、濃度を質量モル濃度 m(溶媒の単位質量に溶ける溶質の物質量)で表示した場合、溶媒のモル質量をMとして、モル分率xとは

x=m/(m + 1/M)

の関係となります...続きを読む

Q水酸化ナトリウムの水に対する溶解熱

希硫酸と水酸化ナトリウム水溶液を混合して反応させると、生成した硫酸ナトリウム1molあたり112kJの熱が発生する。

また十分な量の希硫酸に固体の水酸化ナトリウムを溶解して反応させると、生成した硫酸ナトリウム1molあたり201kJの熱が発生する。

このことから、水酸化ナトリウムの水に対する溶解熱を求めよ。



[私の途中までの考え]

前半の熱量の式は

H2SO4+2NaOH+aq=Na2SO4aq+2H2O+112kJ


後半の式は

H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O+201kJ


と考えました。

でも この先
何をしたらよいかが
わかりません…。

どなたかわかる方
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

前半は硫酸1molと水酸化ナトリウム水溶液の中和熱です。
後半は硫酸1molと固体の水酸化ナトリウム2molの発熱ですが、
これは固体の水酸化ナトリウム2molの溶解熱とその後の中和熱と
考えることができます。
よって、後半の方が89kJ多く、これが溶解熱2mol分になります。

ちなみに、
前半の式は
H2so4aq + 2NaOHaq = Na2So4aq + 2H2O + 112kJ
後半の式は
H2so4aq + 2NaOH(固) = Na2So4aq + 2H2O + 201kJ
ここから
NaO(固) + aq = NaOHaq + Q
を求めます。

Q凝固点降下の問題の途中式をお願いします。

9.1wt%NH4Cl水溶液の凝固点(℃)を求めよです。

水の凝固点:0℃ 水のモル凝固点降下:1.86です。

答えは9.1wt%→-6.96℃となっています。
どうかよろしくお願いします。

Aベストアンサー

モル凝固点降下を考える場合には、溶媒1kg中に溶質が何モル溶けているかを考える
まず、9.1wt%NH4Cl水溶液1kg中のNH4Clの重量は
1000*9.1/100=91g
よって水の重量は1000-91=909g
NH4Cl91gを水1kg中の重量に換算すると91*1000/909g
ここで、NH4Clは水に溶けると次のように完全に電離している
NH4Cl →NH4+ + Cl-
電解質溶液の凝固点降下については、電離して生じたイオンのモル数(物質量)の総和に比例するので、例えばNH4Clが1モル電離すると、NH4+が1モルと、Cl-が1モル生じ、この場合には溶質であるNH4Clが1モルの凝固点降下を考えるのではなく、溶けているイオンのモル数(物質量)の総和(この場合には2モル)の凝固点降下を考えなければならない
Nの原子量を14、Hの原子量を1、Clの原子量を35.5とすると、NH4Clの分子量は53.5
水1kg中のNH4Clの重量は91*1000/909gであるから、このモル数(物質量)は
91*1000/909/53.5
水のモル凝固点降下は1.86であることから、凝固点降下は
1.86*91*1000/909/53.5*2≒6.96 
よって、求める凝固点は-6.96℃ 

モル凝固点降下を考える場合には、溶媒1kg中に溶質が何モル溶けているかを考える
まず、9.1wt%NH4Cl水溶液1kg中のNH4Clの重量は
1000*9.1/100=91g
よって水の重量は1000-91=909g
NH4Cl91gを水1kg中の重量に換算すると91*1000/909g
ここで、NH4Clは水に溶けると次のように完全に電離している
NH4Cl →NH4+ + Cl-
電解質溶液の凝固点降下については、電離して生じたイオンのモル数(物質量)の総和に比例するので、例えばNH4Clが1モル電離すると、NH4+が1モルと、Cl-が1モル生じ、この場合には溶質であるNH4Clが1モ...続きを読む

Q硫酸銅はなぜ5水和物3水和物1水和物になるのか?

銅は配位数が4なのになぜですか?

Aベストアンサー

結晶水の多くは実際に金属に配位して錯塩を形成しています。

CuSO4・5H2Oの場合、Cu2+の周りには6つのO原子が、
正八面体構造(長2短4)で配置されます。
Cu2+に対して4つのH2Oが平面4配位で配位し、
SO4(2-)の2つのOが、軸方向にイオン結合で2つのCu2+を架橋する形で、
結晶構造に収まっています。
残りの1つのH2Oは、配位していないSO4(2-)の2つのOと
水素結合しています。

CuSO4・3H2Oの場合も、Cu2+の周りには6つのO原子が、
歪んだ正八面体構造で配置されます。
Cu2+に対して3つのH2Oが配位し、2つのSO4(2-)由来の3つのOが、
イオン結合2つと配位結合1つ(実際は両者を
明確に区別できるわけではないのですが)で結合しています。
SO4(2-)自体は2つのCu2+に3つのOで結合していることになり、
残りのOは、配位したH2Oと水素結合を形成しています。

CuSO4・H2Oの場合も、Cu2+の周りには6つのO原子が、
正八面体構造で配置されます(全部同じです)。
Cu2+に対して2つのSO4(2-)由来のO原子4つが、
イオン結合2つと共有結合1つで結合しています。
軸方向には二つのH2Oが配位しているのですが、
H2Oは2つのCu2+を架橋する形で配位しています。
(水は不対電子対を2つ持っているので、
最大で2個の配位結合を形成できます。)
丁度5水和物と比べ、H2OとSO4(2-)の立場が逆になっています。

結晶水の多くは実際に金属に配位して錯塩を形成しています。

CuSO4・5H2Oの場合、Cu2+の周りには6つのO原子が、
正八面体構造(長2短4)で配置されます。
Cu2+に対して4つのH2Oが平面4配位で配位し、
SO4(2-)の2つのOが、軸方向にイオン結合で2つのCu2+を架橋する形で、
結晶構造に収まっています。
残りの1つのH2Oは、配位していないSO4(2-)の2つのOと
水素結合しています。

CuSO4・3H2Oの場合も、Cu2+の周りには6つのO原子が、
歪んだ正八面体構造で配置されます。
Cu2+に対して3つのH2Oが配位し、2...続きを読む


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