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吸熱反応が起こる理由について教えて頂きたく、質問させて頂きました。
吸熱反応では、反応物より生成物のエネルギー(エンタルピー?)の方が大きくなると思います。したがって、吸熱反応は進行しにくいことが考えられると思われます。しかし、実際に(1)塩化アンモニウムの溶解や(2)窒素と酸素からの一酸化窒素の生成などの吸熱反応は進行しますよね。
これらの事柄を理解するためにエントロピーの概念が必要になるのではと思うのですが、上記(1)(2)のような反応において、どうしてエントロピーが増大するのかがわかりません。(なんとなくイメージできません。)
このことについて、ご教授頂ければありがたく思います。
また、失礼とは存じますが高校生や大学1年次生程度が理解できるように教えていただけると助かります。

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A 回答 (1件)

> どうしてエントロピーが増大するのか



エントロピーは要するに乱雑さの尺度です.
(1)についていえば,結晶状態よりイオンが溶解して溶液中にばらばらといる方が,当然,そのイオンについては乱雑さは増しているわけです.
(2)については分子数も変わらないし,どれも2原子分子の気体ですから運動自由度も同じです.この場合は要するに順列組み合わせの問題です.乱雑さは言い替えれば取り得る状態の数の多さです.N2 1分子と O2 1分子では各原子について考えていくと,組み合わせ方は Na-Nb Oa-Ob の組み合わせ方1種類しかありえません.反応後に2分子の NO になると,Na-Oa + Nb-Ob という組み合わせと Na-Ob + Nb-Oa という組み合わせ方の2種類が可能なので,こちらの方がエントロピーは大きいということになります.
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
わかりやすい説明で、イメージがつかめました。
少しエントロピーについて勉強して見ます。

お礼日時:2005/12/08 18:14

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Q発熱反応と吸熱反応のメカニズムがよくわかりません。

発熱反応と吸熱反応のメカニズムがよくわかりません。

発熱反応では、生成物の運動エネルギーが反応物の総エネルギーよりも減少し、その減少分が周囲の分子に伝わることで発熱となるのでしょうか?
だとしたら、どのようなメカニズムでエネルギーは周囲に伝わるのでしょうか?
生成物のエネルギーは減少するのに、周囲分子のエネルギーを増加させることが出来るのはなぜでしょうか?
また、吸熱反応の場合、周囲の分子のエネルギーを奪うことで生成物のエネルギーが増加するのですよね?
だとしたら、生成物のエネルギーはなぜ周囲の分子に再び伝わっていかないのでしょうか?
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

>発熱反応では、生成物の運動エネルギーが反応物の総エネルギーよりも減少し、その減少分が周囲の分子に伝わることで発熱となるのでしょうか?

いいえ、ちがいます。
この反応熱出てくる、「生成物の持つエネルギー」「反応物の持つエネルギー」というのはいわば潜在的に持っている状態で、ポテンシャルと言うことがあります。あくまで「秘めたエネルギー」であるため、そのままでよそに伝わると言うことはありません。

一般に、発熱反応で温度が上昇する場合、反応物の持つ運動エネルギーよりも生成物の熱運動エネルギーのほうが増大します(だからこそ温度が上がる)。
これは反応物のポテンシャルより生成物のポテンシャルのほうが小さく、その減少分が外の世界に、たとえば熱運動エネルギーなどの形として現れるのが発熱反応です。

吸熱はこれの逆なので割愛

Q吸熱反応が進む理由について

よろしくお願いします。
某私立の高校入試(理科)で、下記のような問題が出題されました。
答えがよくわからなかったので、教えてください。

鉄と硫黄が化合して硫化鉄ができる反応では、熱が発生します。これは、化学変化において「熱の発生が多いほど、その反応が進みやすい」ことを示しています。しかし、この考え方だけでは吸熱反応が進む理由として十分ではありません。どのような考え方を加えれば、吸熱反応が進む理由を説明することができますか。考え方としてふさわしいものを、次のア~エから1つ選び、記号で答えなさい。
ア 物質が化合物から単体になる化学変化は進みやすい。
イ 物質が単体から化合物になる化学変化は進みやすい。
ウ 物質を構成している粒子がまとまる化学変化は進みやすい。
エ 物質を構成している粒子が散らばる化学変化は進みやすい。

どなたか、根拠も含めて、ご教授いただけると大変助かります。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

この問題が中学校で習う知識だけで解けることは、回答No.3で示しました。

「熱の発生が多いほど、その反応が進みやすい」ことと「物質を構成している粒子が散らばる化学変化は進みやすい」ことは、大学で習う事柄です。ですけど、あらかじめこの二つの法則を知らなかったとしても、回答No.3で示した解法に従って解けば、中学校で習う知識だけでこの問題を解くことができます。

以下は、大学で習う、自由エネルギーに基づいた説明です。

温度と圧力が一定のとき、化学反応は自由エネルギーの減少する方向に進みやすい、という法則があります。反応前後の自由エネルギーの変化量 ΔG は

 ΔG = ΔH - TΔS

で与えられます。ここで ΔH は反応エンタルピーと呼ばれる量で、反応熱 Q に -1 を掛けたものです。よって発熱反応では ΔH < 0 となり、吸熱反応では ΔH > 0 となります。T は絶対温度で、摂氏温度に273 を足したものです。絶対零度より高い温度では、T は必ず正の値となります。ΔS は反応エントロピーと呼ばれる量で、おおざっぱに言えば、物質を構成している粒子が散らばる化学変化では正の値となり(ΔS > 0)、物質を構成している粒子がまとまる化学変化では負の値となります(ΔS < 0)。

化学反応は、その反応の ΔH と ΔS の正負に応じて、4つの場合に分けることができます。

(1) 粒子が散らばる発熱反応(ΔH < 0 かつ ΔS > 0)
この場合は、どんな温度でも ΔG < 0 となりますから、反応は進みやすいです。
例えば金属と酸を反応させて、水素と金属イオンの水溶液ができる反応は、発熱反応です。

 金属(固体) + 酸(水溶液) → 金属化合物の水溶液 + 水素(気体) + 熱

固体と溶液が反応して、気体と別の溶液が生成しているので、この反応は粒子が散らばる発熱反応です。
別の例として硫酸が水に溶ける現象があります。物質が溶解する現象は、粒子が散らばる(広い意味での)化学変化です。硫酸の場合は、水が硫酸に水和する化学変化により熱が発生するので、粒子が散らばる発熱反応です。

(2) 粒子がまとまる吸熱反応(ΔH > 0 かつ ΔS < 0)
この場合は、どんな温度でも ΔG > 0 となりますから、反応は進みません。
例えば先の例の逆反応は

 金属化合物の水溶液 + 水素(気体) + 熱 → 金属(固体) + 酸(水溶液)

のように、粒子がまとまる吸熱反応となりますから、反応は進みません。この反応をどうしても進めたいなら、電気分解するなどして、熱エネルギーの代わりに電気エネルギーなどのエネルギーを消費する必要があります。

(3) 粒子が散らばる吸熱反応(ΔH > 0 かつ ΔS > 0)
この場合は、温度が十分に高ければ、ΔG < 0 となりますから、室温では進みにくい反応でも、温度を高くすることで反応が進むようになります。
例えば酸化銀の熱分解

 2Ag2O(固体) + Q(熱) → 4Ag(固体) + O2(気体)

は吸熱反応で、固体が分解して別の固体と気体になっているので粒子が散らばる反応です。炭酸水素ナトリウムの熱分解も同様で、熱分解反応の多くはこの場合に当たります。

(4) 粒子がまとまる発熱反応(ΔH < 0 かつ ΔS < 0)
この場合は、温度が十分に低ければ、ΔG < 0 となりますから、室温でも反応が進むことが多いです。また、熱の発生が多いほど、ΔG = ΔH - TΔS の 右辺第一項の寄与が大きくなりますから、「熱の発生が多いほど、その反応が進みやすい」ということができます。
例えば酸とアルカリの中和反応

 HA(水溶液) + BOH(水溶液) → AB(固体または水溶液) + H2O(液体)

は中和熱が大きいので、粒子がまとまるのか散らばるのか分からなかったとしても、室温で反応が進むことは分かります。

また別の例として、あまりに有名な、かの有名なハーバー法

 N2(気体) + 3H2(気体) → 2NH3(気体) + Q

が挙げられます。この反応は、4個の分子から2個の分子ができる反応なので、粒子がまとまる反応です。粒子がまとまる吸熱反応は、そとから電気エネルギーなどを加えないと絶対に進まないので、この反応は発熱反応です。この例から、加熱しなければ進行しない発熱反応もある、ということが分かります。

ΔG が負なのに室温では進まない反応、すなわち室温で混ぜただけでは反応が進まない発熱反応が数多くあるのは、多くの反応では“活性化エネルギー”が必要だからです。活性化エネルギーについては高校で学びますが、おおまかにいえば、化学反応で分子の化学結合を切るのに必要なエネルギーが活性化エネルギーです。温度を高くするとこのエネルギーの源として熱エネルギーを使うことができるようになるので、室温ではほとんど進まない発熱反応でも、高温では進むようになります。原料の分子の化学結合を切るのに周囲から借りた熱エネルギーは、反応で新しい分子の化学結合ができるときに返済することができます。借りたエネルギーに利子を付けて返すのが発熱反応で、エネルギーを全額返済せずに、新しくできた化学結合にエネルギーを溜め込んでしまう反応が吸熱反応となります。

高校で化学平衡について学ぶと、N2とH2からNH3を合成する反応では、温度が低いほどNH3側に平衡が傾くことがわかります。それにもかかわらず、ハーバー法で加熱しているのは、反応速度を上げるためです。温度を高くするとNH3が生成する速度はあがりますが、それと同時にNH3が分解する速度もあがります。正味の反応速度が高くなるように、適度に高い温度で合成するのがハーバー法です。

この問題が中学校で習う知識だけで解けることは、回答No.3で示しました。

「熱の発生が多いほど、その反応が進みやすい」ことと「物質を構成している粒子が散らばる化学変化は進みやすい」ことは、大学で習う事柄です。ですけど、あらかじめこの二つの法則を知らなかったとしても、回答No.3で示した解法に従って解けば、中学校で習う知識だけでこの問題を解くことができます。

以下は、大学で習う、自由エネルギーに基づいた説明です。

温度と圧力が一定のとき、化学反応は自由エネルギーの減少する方向に進み...続きを読む

Qどうして吸熱反応!?

昔、学校でクエン酸と炭酸水素ナトリウムを混ぜると
吸熱反応になるという実験をして、
その解説も先生にしてもらったのですが、
その内容をあまり覚えていません。
しかし、最近、家で余ったレモン水と重曹で
同じ実験をやってみたところ、興味を持ってしまい、
なぜこうなるのか理由を知りたくなってしまいました。(^^ゞ
どなたか説明していただけませんか?
ちなみに、私の化学に対する知識は、
中学生が高校化学をかじった程度と思っていただければ結構です。
↑成人してるのにお恥ずかしい・・・

Aベストアンサー

熱を出すモノ…火とかホッカイロとかいろいろありますよね。吸熱する現象は珍しいから興味持ちますねぇ。
クエン酸と炭酸水素ナトリウムを永遠に混ぜ続ければ、地球の温度をマイナスにできるかも、って思いますが、残念ながらムリであります。原料のクエン酸や炭酸水素ナトリウムを作っていく上で、やはりどうしても熱が発生してしまい、結局吸熱よりも発熱の方がトータルで大きくなってしまいます。
なぜ、その反応が吸熱なのか、発熱なのかってのは、物質固有の持っているエネルギーが原料よりも、できた生成物のほうが高い、低いってハナシです。エネルギーは目で見えないから分かりづらいすねぇ~

Q吸熱反応とエントロピーについて

反応は、自然現象として エネルギーが低くなる方向に進む と最近学校で学びました。硫酸と水の混合の反応はこれにあてはまっています。しかし、塩化アンモニアと水の反応は吸熱反応なので、エネルギーが大きくなっているので矛盾します。どうしてそうなるんですか??教えてください。
それを説明するのにエントロピーというものが関わっていると聞きました。エントロピーについては教えてgooにものっていたので、いろいろ読んで少しわかったような気もします…。ですがまだいまいちよくわからないのでそちらの方も教えていただけたら嬉しいです。

Aベストアンサー

> 反応は、自然現象として エネルギーが低くなる方向に進むと最近学校で学びました。

これは、ヘスの法則なんかとは違って、かなり大雑把なお話です。
「化学反応って発熱反応と吸熱反応があるけど、発熱反応の方がずっと多いよね~」
という感じに、軽く考えて下さい。

エネルギーが低くなる方向に反応が進み易いのは、本当です。
にも関わらず、エネルギーが高くなる方向に反応が進むことがあるのは、原子や分子がバラバラにばらける方向に反応は進み易い、という法則があるからです。

エネルギーが低くなる方向と、原子や分子がバラバラになる方向が一致していれば、当然エネルギーが低くなる方向に反応が進みます。

 濃硫酸 + 水 → 希硫酸

この反応では、最初に寄り添い合ってたH2SO4分子が、水中に入ることで離ればなれになっています。

エネルギーが低くなる方向と、原子や分子がバラバラになる方向が逆向きのときは、ケースバイケースです。ケースバイケースなのですけど、室温付近の反応ですと、エネルギーが低くなる方向に進むことが多いです。

 2H2(気体) + O2(気体) → 2H2O(液体)

この発熱反応では、反応前には広い空間を自由に分子が飛び回っていますけど、反応後にはものすごい小さな領域で分子がひしめき合っていますので、原子や分子がバラバラになる方向とは逆向きに反応が進んでいます。

 塩化アンモニウム + 水 → 塩化アンモニウム水溶液

一方、この反応では、原子や分子(やイオン)がバラバラになろうとする傾向の方が、エネルギーを低くしようとする傾向よりも強いので、エネルギーが高くなる方向に反応が進んで、吸熱反応になります。

エネルギーを低くしようとする働きと、原子や分子がバラバラになろうとする働きが拮抗していると、反応は途中で止まります。化学平衡というやつです。

 N2O4(気体) → 2NO2(気体)

という吸熱反応では、N2O4分子がまっぷたつに割れて二つのNO2分子に分かれます。しかし、NO2の数が増えてくるとエネルギーを低くするように、

 2NO2(気体) → N2O4(気体)

という逆反応が起こります。適当なところで、N2O4分子が割れる吸熱反応の速度とNO2分子が再結合する発熱反応の速度が同じになって、平衡状態になります。

他の吸熱反応の例としては、固体→液体の融解がありますが、これも原子や分子がバラバラになる方向に進む反応です。教科書や参考書などで吸熱反応の例を探してみて下さい。原子や分子がバラバラにばらける方向に反応が進んでいるはずです。

> 反応は、自然現象として エネルギーが低くなる方向に進むと最近学校で学びました。

これは、ヘスの法則なんかとは違って、かなり大雑把なお話です。
「化学反応って発熱反応と吸熱反応があるけど、発熱反応の方がずっと多いよね~」
という感じに、軽く考えて下さい。

エネルギーが低くなる方向に反応が進み易いのは、本当です。
にも関わらず、エネルギーが高くなる方向に反応が進むことがあるのは、原子や分子がバラバラにばらける方向に反応は進み易い、という法則があるからです。

エネルギーが...続きを読む

QNaClはなぜ分子ではないのですか?

NaClは化合物ですが分子ではないと書かれています。何故ですか?何がH2Oと違うのでしょうか?

Aベストアンサー

NaClのNaとClの結びつき方とH2OのHとOの結びつき方の種類が異なるからです。

おそらく中学生の方だと思いますので、くだいた説明をすると、H2Oは水素原子2つと酸素原子1つが非常に強く結びついていて、この3原子の結びつきだけで独立している。NaClはナトリウム原子と塩素原子が同じ割合で結びついているが、ナトリウム原子1つと塩素原子1つだけに特別に強い結びつきがあるわけではない。したがって、NaClはナトリウム原子1つと塩素原子1つが結びついていることを示しているのではなく、ナトリウム原子と塩素原子が1:1の個数比で結びついていることを示しています。たくさん並んでいてどこまでがひと塊か分からないので、一番小さい単位を切り出してきたと考えてもいいですね。

Q発熱反応・吸熱反応について

以前、NHKの高校講座で、「使い捨てカイロの中身を取り出して、ビーカーの中で混ぜ合わせると温度が徐々にあがって行く」という実験をやっていました。
これは、発熱反応がおきたという例だったのですが、発熱反応では熱が外に放出されるのですよね。

質問(1)
なぜ、熱が放出されるにも関わらず、カイロの(鉄粉自身)の温度があがっていくのでしょうか?鉄粉の周りの温度があがるというのなら理解できるのですが、なんとなくよくわかりません。それとも、もっているエネルギーが小さくなることと、それ自身の温度とは別のことでしょうか?

質問(2)
また、この上がった温度から、変化したエネルギー量を求めることもできますか?

勘違い等あると思いますが、よろしくお願いします。

Aベストアンサー

【質問(1) 】
鉄粉が自分の持っていたエネルギーを放出したから周囲の温度が上がった.
でも,鉄粉自身はエネルギーを失ったのなら,温度が下がっちゃうんじゃないのか?
多分,こういう疑問かと思います.

エネルギーにはいろいろな形態があります.
例えば,高い位置にある物体はそれだけ高いエネルギー持っています(位置エネルギー).
高い位置にある水を落として水の運動エネルギーにして,
それでタービンを回して発電,というのが水力発電所です.
つまり,水力発電所は水の位置エネルギーを電気エネルギーに変換する装置と言えます.

原子の化学的結合の仕方によってもエネルギーは違います.
今の話に即して言えば,
鉄と酸素が単独にあるときよりも化合して酸化鉄になったときの方が
エネルギーが低いのです.
鉄が酸化するとこの差の分だけエネルギーが放出されます.

このエネルギー放出は熱エネルギーの形をとります.
温度と直接関係があるのはこの熱エネルギーなのです.
位置のエネルギーや化学結合のエネルギーは温度とは関係ありません.
さて,熱エネルギーが放出されると,
まず鉄粉(一部は酸化鉄になっていますが)の温度が上がり,周囲より高温になります.
熱は温度の高い方から低い方に流れますから,
鉄粉から周囲に熱が流れて周囲の温度も上がるというわけです.
鉄粉自身の温度が上がるか下がるかは,
酸化によって供給される熱エネルギーと周囲に伝わって失われる熱エネルギーの
どちらが大きいかで決まります.
定性的に言えば,次のようになるでしょう.
最初は周囲の温度と同じで,酸化が進むにつれ温度が上がります.
周囲との温度差が大きいほど周囲に逃げる熱は大きくなりますから,
どこか適当なところでバランスするでしょう.
そのうち,酸化していない鉄粉が少なくなると熱エネルギーの供給が少なくなりますから
だんだん冷えて,最後は周囲の温度と同じになります.

> もっているエネルギーが小さくなることと、それ自身の温度とは別のことでしょうか?
エネルギーとして全体のエネルギーのことを言うなら,別のことです.
温度と直接関係しているのは熱エネルギーです.
もっている熱エネルギーが小さくなれば温度は下がります.

【質問(2) 】
今の話ですと,
[生じた熱エネルギーの総量]=[化学結合のエネルギーの変化分]
になっています.
温度変化と熱エネルギーの関係は熱容量を比例係数として結びついていますから,
原理的には温度変化から化学結合のエネルギーの変化分がわかります
でも,熱が周囲に逃げてしまってはその分が誤差になります.
実際の熱測定では断熱に頭を痛めるところです.

【質問(1) 】
鉄粉が自分の持っていたエネルギーを放出したから周囲の温度が上がった.
でも,鉄粉自身はエネルギーを失ったのなら,温度が下がっちゃうんじゃないのか?
多分,こういう疑問かと思います.

エネルギーにはいろいろな形態があります.
例えば,高い位置にある物体はそれだけ高いエネルギー持っています(位置エネルギー).
高い位置にある水を落として水の運動エネルギーにして,
それでタービンを回して発電,というのが水力発電所です.
つまり,水力発電所は水の位置エネルギーを電気...続きを読む

Q「吸熱反応」と「熱を吸収する」

高校の化学のテスト勉強中です

化学反応や状態変化の単元なのですが
中学までの知識で
「吸熱」することは温度が下がることだと思っていました。

ですが水の加熱曲線や教科書の記述で
水が蒸発する時に蒸発熱を吸収すると書かれています。
ということは温度が下がると言うことでしょうか?

まず、「吸熱すること」と「熱を吸収する」は同じであるというのは間違っていませんか…?

液体が気体になるときは温度が上がっていくものだと思っていたので混乱しています。

融解熱や蒸発熱は吸収される(自分の解釈としては温度が低下する)ものなのに
それらは水自体の温度が上がる過程のもののように思えます。

どこから勘違いしているのかわかりません。

説明が下手で申し訳ないです。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

「吸熱」というのは文字通り「熱を吸収すること」です。
その時に物質の状態に変換がなければ温度は上昇します。たとえば、水が熱を吸収すれば温度が高くなります。
しかし、1気圧において、100℃の水が熱を吸収すれば、その熱を水の「温度上昇」に使うことはできません(100℃で沸騰するから)ので、「水の蒸発(気化)」に使われます。

また、吸熱反応であれば、化学反応そのもののエネルギー変化として熱を吸収します。つまり、見た目ではわかりにくいですが、熱を吸収するような変化が反応溶液内で起こっているということです。吸収された熱は反応に関与した分子などに蓄えられるということです。そうすると、その「反応に関与した分子など」以外のものがエネルギーを提供することになり、結果的に反応溶液の温度を下げることによってその熱をひねり出していることになります。言い換えれば、溶けているものが熱を(外からは見えない)内部エネルギーとして吸収し、その時に奪われた熱で周囲の温度が下がるということです。

要するに、何が熱を吸収し、何が(あるいはどのような変化が)その熱を提供するかということを明確に区別する必要があります。その際の変化は三態の変化であったり、温度変化であったり、内部エネルギーの変化であったりします。内部エネルギーの変化が吸熱であれば、見かけ上、その周囲の温度が下がります。

吸熱反応の場合の温度低下は、その熱を提供した反応溶媒などの変化が観察されたものであり、吸熱したもの自体の変化は見えません。
それとは逆に、物質の温度変化、融解、気化などの際の吸熱は、吸熱したもの自体の変化が観察されます。なので、両者の見た目の変化は逆になります。

「吸熱」というのは文字通り「熱を吸収すること」です。
その時に物質の状態に変換がなければ温度は上昇します。たとえば、水が熱を吸収すれば温度が高くなります。
しかし、1気圧において、100℃の水が熱を吸収すれば、その熱を水の「温度上昇」に使うことはできません(100℃で沸騰するから)ので、「水の蒸発(気化)」に使われます。

また、吸熱反応であれば、化学反応そのもののエネルギー変化として熱を吸収します。つまり、見た目ではわかりにくいですが、熱を吸収するような変化が反応溶液内で起こってい...続きを読む

Q重曹+クエン酸→二酸化炭素 の化学反応式

自由研究に書きたいのですが、調べてもなかなか出てきません。知ってる方お願いします。
また、「3」と「₃」などの区別もしていただけると助かります。

また、期日が迫っているので、なるべく早くお願いします。

自分でろくに調べないくせに、催促するなんて、とんだゆとりだと思われているかもしれません。ごめんなさい。しかしこれに頼らざるを得ない環境を作ってしまいました。反省しています。来年はできる限り自力で頑張ります。ごめんなさい。

Aベストアンサー

先ず質問者さんがどこまで化学を知っているのか?というところが分からないので,知っているであろうと思われる内容を含めて回答します.


重層とは炭酸水素ナトリウム(NaHCO₃)で炭酸イオン(CO₃2-:2-は上付き文字で2価の陰イオン)とナトリウムイオン(Na+ 1価の陽イオン),水素イオン(H+ 1価の陽イオン)から成るイオン性化合物です.

一方クエン酸はIUPAC命名法においては2-ヒドロキシプロパン-1,2,3-トリカルボン酸(HOOC-CH2-CH(OH)(COOH)-CH2-COOH 式中の2は下付き文字)という3価のカルボン酸です.
カルボン酸というのは有機物の酸と考えて下さい.

反応式はクエン酸中のカルボン酸1つと炭酸水素ナトリウム中のナトリウムが反応して,クエン酸ナトリウムと水,二酸化炭素が生成します.

反応式(式中の数字は全て下付き文字 クエン酸中の-は結合の手を示しています.)
HOOC-CH2-CH(OH)(COOH)-CH2-COOH + NaHCO3 →HOOC-CH2-CH(OH)(COOH)-CH2-COONa + H2O + CO2↑

式中の数字について,今回の反応式では全て下付き文字ですが,数字の書き方のルールとして分子中に含まれる元素の個数は下付き文字で書きます.書く場所もその元素の右下です.例えば組成式ではクエン酸はC6H8O7と書き,その数字は全て下付きです.
一方mol数を書くときはその分子より前で普通の大きさの数字を入れます.
例えば硫酸に水酸化ナトリウムを反応させて,硫酸ナトリウムと水が生成する場合では

H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O

と書きます.元素の個数で考えれば2H2Oの場合,H2Oが2つ有る意味になるのでHは4,Oは2つ有る事になります.

参考URL:http://www.nhk.or.jp/kokokoza/tv/kagakukiso/archive/resume030.html

先ず質問者さんがどこまで化学を知っているのか?というところが分からないので,知っているであろうと思われる内容を含めて回答します.


重層とは炭酸水素ナトリウム(NaHCO₃)で炭酸イオン(CO₃2-:2-は上付き文字で2価の陰イオン)とナトリウムイオン(Na+ 1価の陽イオン),水素イオン(H+ 1価の陽イオン)から成るイオン性化合物です.

一方クエン酸はIUPAC命名法においては2-ヒドロキシプロパン-1,2,3-トリカルボン酸(HOOC-CH2-CH(OH)(COOH)-CH2-COOH 式中の2は下付き文字)という3価のカルボン酸です....続きを読む

Q元素と原子の違いを教えてください

元素と原子の違いをわかりやすく教えてください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

難しい話は、抜きにして説明します。“原子”とは、構造上の説明に使われ、例えば原子番号、性質、原子質量などを説明する際に使われます。それに対して“元素”というのは、説明した“原子”が単純で明確にどう表記出来るのか??とした時に、考えるのです。ですから、“元素”というのは、単に名前と記号なのです。もう一つ+αで説明すると、“分子”とは、“原子”が結合したもので、これには、化学的な性質を伴います。ですから、分子は、何から出来ている??と問うた時に、“原子”から出来ていると説明出来るのです。長くなりましたが、化学的or物理的な性質が絡むものを“原子”、“分子”とし、“元素”とは、単純に記号や名前で表記する際に使われます。

QpHジャンプについて教えてください

「pHジャンプ」ってそもそもどのような現象を指すのですか?
急激にpHが上がることなのか、滴定したときにグラフに生じるブレのことなのか...
そしてpHジャンプはなぜ起こるのかを教えてください。

Aベストアンサー

pHジャンプは中和点付近で急にpHが大きく変化することをいいます。なぜ起こるかというと、例として強酸(HCl 0.1mol/L 10mL)を強塩基(NaOH 0.1mol/L)で中和することを考えてください。

中和滴定では、1滴ずつ落としながら指示薬の変化を見て判断しますよね。今、1滴が0.1mLだとしましょう。最初HClだけであれば[H+]=0.1=1.0×10(-1)mol/Lつまり、pH=1となります。そこに、NaOHが3滴入ると少しだけ中和して
[H+]=(H+の物質量-OH-の物質量)÷体積で求まるので、
[H+]=(0.1×10/1000-0.1×0.3/1000)÷10.3/1000=0.094mo/LとなりpHは1.03となります。H+の物質量に比べてOH-の物質量は3/100ですし、体積もほとんど増えないため[H+]は入れる前の0.1mol/Lと大して変わりません。

しかし、中和点ギリギリまでOH-を加えていくとpHは徐々に上がり始め、今ここまでにおよそ9.8mLのNaOHを加え終わり、pHは3まであがったとします。つまり、[H+]=0.001mol/Lまで減っています。ここに同じように3滴たらすと
[H+]=(0.001×19.8/1000-0.1×0.3/1000)÷21.1/1000=-0.00048mol/Lとなり、pHは10.7となります。少なくてもH+よりOH-の方が多くなるので、pHは7以上になりますよね。たった、3滴=0.3mLでです。このため、横軸を10mL単位や5mL単位でとると0.3mLでpHは3から11に跳ね上がるように見えるのです。

pHジャンプは中和点付近で急にpHが大きく変化することをいいます。なぜ起こるかというと、例として強酸(HCl 0.1mol/L 10mL)を強塩基(NaOH 0.1mol/L)で中和することを考えてください。

中和滴定では、1滴ずつ落としながら指示薬の変化を見て判断しますよね。今、1滴が0.1mLだとしましょう。最初HClだけであれば[H+]=0.1=1.0×10(-1)mol/Lつまり、pH=1となります。そこに、NaOHが3滴入ると少しだけ中和して
[H+]=(H+の物質量-OH-の物質量)÷体積で求まるので、
[H+]=(0.1×10/1000-0.1×0.3/1000)÷10....続きを読む


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