的を得ていない質問かもしれないですが、知っている人がいたら教えてください。
ヘス(Hess)の法則は、電気化学反応の式(例えばHCHO+H2O→CO2+4H++e-)にも成り立つのですか? う~~ん変な質問かも。。。。

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熱 化学」に関するQ&A: 熱化学方程式です。

A 回答 (2件)

電気化学反応式は.熱力学のほう定式そのものなので.熱力学のほうそくがそのまま成り立ちます。

ただし.エネルギーの移動には.乱雑さや物質の持つエネルギー.活量が関係します。
活量は.報告されている系が少ないので注意が必要です。
スタビリティコンスタントオブメタルイオンコンプレックス(スベルは忘れました)で.活量係数を拾い.計算すると.測定精度(電気化学は対数を使うので.対数で1程度は誤差のうち)で一致します。が.活量係数を間違えると.とんでもない結果になります。活量係数は.2-5桁は簡単に変化する場合(特に飽和に近い場合)があります。
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ヘスの法則の要点は


変化の過程によらず、始めと終わりの状態だけでエネルギーが決定される

ということですから、
たとえ反応中に電子があっても問題なく成立すると思います。

イオン化エネルギーや電子親和力などを考慮すれば
ご質問のような系についても対応できると思います。
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Q化学 熱化学方程式の問題について 問:C3H8+5O2=3CO2+4H2O(液)+2220kJ

化学 熱化学方程式の問題について

問:C3H8+5O2=3CO2+4H2O(液)+2220kJ

H2+1/2O2=H2O(液)+286kJ

プロパンと水素の混合気体を完全燃焼させたら、二酸化炭素13.2g 液体の水14.4gが生成した。このとき発生した熱量は何Jか
(CO2=44,H2O=18)

とあり、解答には

混合気体に含まれるプロパンと水素の物質量をそれぞれx mol , y molとして係数の比より
3x=0.30mol •••••(1)
4x+y=0.80mol•••(2)


よってx=0.10mol,y=0.40mol

ゆえに 2220×0.10+286×0.40=336.4J
とあります。

ここで質問ですが、
①この熱化学方程式について、2式はどんな関係がありますか?

②(1),(2)について、左辺の係数はそれぞれどこのことを指していますか?

③別解はありますか?

質問は以上です。
易しめに解説お願いしますm(__)m

Aベストアンサー

化学以前の問題で、数学としての問題を抱えていらっしゃいますね。
(1)式と(2)式には関係はありませんよ。
ただ(1)、(2)の両式を満たすx,yを知りたいだけです。

(1)式は何を表していますか?(2)式は何を表していますか?
むやみやたらに式を立てればいいものではありません。
それぞれの式の意味を考えましょう。

別解はいくらでもあるでしょ。
連立方程式を使う場面だったら鶴亀算でも良い。

Qサリチル酸C7H6O3は水溶液中でC7H6O3→C7H5O3-+H+のように電離する。サリチル酸の1

サリチル酸C7H6O3は水溶液中でC7H6O3→C7H5O3-+H+のように電離する。サリチル酸の10.0mM水溶液のpHは2.57であった。サリチル酸のpKaを求めよこの問題の解き方を途中式を含めて詳しく教えてください

Aベストアンサー

サリチル酸の解離平衡は次式で表される。
 HX=H^++X^- (1) この解離定数はK_a=[H^+ ][X^- ]/[HX] (2)
この平衡では常に次の質量バランスと電荷バランスが成り立つ。
  Xの化学種の総量は一定であるから
 A=[HX]+[X^- ] (3)
  Aは最初に調製した酸溶液の濃度 ここでは10.0mol/Lである。
  正電荷と負電荷のバランスは
 [H^+ ]=[X^- ]+[〖OH〗^- ]=[X^- ]+K_w/[H^+ ] (K_w=[H^+ ][〖OH〗^- ]=〖10〗^(-14)) (4)
ここで(2),(3),(4)より次式を得る。
[X^- ]=[H^+ ]-K_w/[H^+ ] [HX]= A-[X^- ]=A-[H^+ ]+K_w/[H^+ ] (5)
 この問題に於いて最初の10.0mol/L溶液のpHが2.57で有る時、式(2)からは
 K_a=[H^+ ][X^- ]/[HX] =[H^+ ]([H^+ ]-K_w/[H^+ ] )/(A-[H^+ ]+K_w/[H^+ ] ) これに与えられた数値 A=10.0×〖10〗^(-3) [H^+ ]=〖10〗^(-2.57)を代入すれば
  解離定数を計算できます。計算はご自分で 確認してください。
計算のこつは10のマイナスの指数で非常に小さな数は省略して近似計算をすることです。
化学の計算問題は根気です。

サリチル酸の解離平衡は次式で表される。
 HX=H^++X^- (1) この解離定数はK_a=[H^+ ][X^- ]/[HX] (2)
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Q酸で処理するのH+とH2OとH3O+について

写真を添付したので、その反応での質問です。
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写真で(a)→(b)までは分かるのですが、(b)以降H+やH2Oが現れて付加します。このH+やH2Oというのは初めにH3O+が存在し、H+付加の後にH2Oが残りH2Oが付加するのでしょうか?

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Aベストアンサー

(b)以降は、反応の後処理としての酸による加水分解です。
具体的には反応溶液に希塩酸などを加えることになります。
ただし、その時の酸(ここではH+、ただし、H3O+と書いても本質的に違いはない)というのは触媒であって、反応するのはH2Oです。だから、『酸触媒による加水分解』ということです。
ただし、反応機構を考えるにあたって、+と-の間で反応が進むと考えるのが基本です。(b)から(c)への変化は、電子の豊富な二重結合を狙って電子不足のH+がくっつくことになり、その結果生じた正電荷がOCH3が結合した炭素上(あるいはそのO原子上)に生じるので、今度はそこを狙って、電子の豊富な(δ-をもつ)H2OのO原子が求核攻撃をすることになります。
・・・とすべてがこんな調子です。

ただし、前述のように、水溶液中ではH+とH3O+は本質的に同じものなので、これらがごちゃ混ぜで出てくるような書き方は好ましくありません。なので、より書きやすい方を選んで書けば良いことになります。また、『酸触媒』なので、OH-を書くのもダメです。酸性ではその濃度は極めて低いはずですからね。その代わりにH2Oを書いて、Oの部分で反応した後にH+が取れるように書きます。それならば酸触媒ということと矛盾しません。これが『お約束』です。

答えになっているかどうかわかりませんが、正電荷と負電荷(部分電荷δ+、δ-を含む)というものを意識し、かつ酸性か塩基性化を意識して見直せばかなりのところまでわかると思います。

(b)以降は、反応の後処理としての酸による加水分解です。
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ただし、反応機構を考えるにあたって、+と-の間で反応が進むと考えるのが基本です。(b)から(c)への変化は、電子の豊富な二重結合を狙って電子不足のH+がくっつくことになり、その結果生じた正電荷がOCH3が結合し...続きを読む

Q水H2OとオキソニウムイオンH3O+、他にもある?

酸素原子は6個の価電子を持ち、SP3混成軌道を作る。
ということを勉強したのですが。

これは酸素を中心とした正4面体構造であると思いました。

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そこで質問なんですが、
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これにさらに陽子が結合し、H4O(2+)となるようなイオンが存在するのではないかと言う疑問です。

こうなると、正4面体構造が完成し、安定な化合物が出来るように感じるのですが、そのような物質は見聞きしません。

ということは、そうならない理由があるわけで、その辺のことを教えていただけたらと思います。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

H4O(2+) は、非常に不安定で水分子とぶつかって
2つのオキソニウムイオンになります。

H4O(2+) + H2O → H3O(+) + H3O(+)

H4O(2+) は、構造的な安定化よりはるかに電気的な反発が大きいの
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形の上では大きな原子である酸素に電荷を書きますが、足りない
のが酸素に集中しているわけではありません。
希硫酸でもすべて正四面体の SO4(2-) (電荷を4個のOで割ると-1/2)
になっているわけでなく HSO4(-)も微妙に残ってます。

H4O(2+) は、あったとしても無視するレベルです。
H3O(+) でさえ H2O の 5.5億分の1程度(純水)です。
アンモニア水でも (正四面体)[NH4(+)]<< [NH3] です。
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常温pH7においての水の[H2O]と[H3O^+]の割合を求めよ。この問題のことで質問です。まず、水の濃度を求めると約55.6Mでした。[H3O^+]は[H^+]のことであり、pH7なので[H^+]の濃度を10^-7としました。[H3O^+]の割合は10^-7/55.6の式から、1.8×10^-9になりました。この問題の[H2O]の割合はどう求めるんですか?それと、[H3O^+]の割合は1.8×10^-9で正解ですか?

Aベストアンサー

[H3O^+]の割合は1.8×10^-9で正解だと思います。
ということは、その残りがH2Oということになります。

H2OとH3O+の割合が問われているのであれば、回答としては、H2O:H3O^+=1:1.8x10^-9 とするのがスマートだと思います。


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