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中和反応における水の発生について以前質問したのですが、中和反応で水が発生というのは中学までの考え と回答頂きましたが、参考書(高校化学)や他サイトで書いてあることが違うので再度質問します
どれが正しいのでしょうか?それともどれも正しいことを言っているが、"中和"には狭義の意味と広義の意味があるのでしょうか?
↓参考書、サイトにかいてあることはそのままの文章を引用しています
(1) 高校化学の参考書(福間の無機化学の講義)
中和反応とは、酸と塩基が反応して水と塩ができる反応ですが、より具体的にいえば、酸の水素イオンと塩基の水酸化物イオンから水ができる反応です。
(2)化学の新研究
酸と塩基が反応すると、酸から塩基へと水素イオンが移り、互いの性質が打ち消される。このような反応を中和反応または中和という。
(3)他サイト
中和がおこれば酸の性質、塩基の性質が互いに打ち消されるからH+ +OH-→H2O は必ずおこっている。でもH2Oが生じるということと反応式の中にそのH2Oがでてくるということは別問題(化学反応式は反応によって量が変化した物質の間の関係式。存在はするが量が変化してないという物質は式の中に書かない。)

A 回答 (2件)

酸と塩基の定義は、アレニウスの定義(1884年)を中高で最初教えると思います。


上に書かれている定義がそうです。アレニウスの酸塩基では水と金属塩が出来る中和反応が起きます。

で、前の質問では多分何かの反応(アンモニアの合成かな?)の断片的な化学式で中和反応を質問されていましたよね。
NH3+H2O+CO2→NH4+ +HCO3-
↑の化学反応式は酸塩基の中和で水は出来ませんでした。

これは学校の先生が認識しているのか、教え忘れたのか、指導要領のことは私は判らないのですが、
アレニウスの酸塩基の定義ではなく、ブレンステッド・ローリーの定義(1923年)になっているのです。
この定義では、酸はプロトンH+を与える物質、塩基はプロトンH+を受け取る物質 として酸塩基がされています。
酸塩基についてもう少し拡張した考え方で定義し直したのです。

アンモニアNH3がプロトンを受け取り、炭酸がプロトンを取られる側になって中和反応が起こっているのですが、
式の左辺側が上式のように記述していることが多いよう、判りにくいですね。
ブレンステッド・ローリーの定義では、酸塩基の中和反応が起こっても水が出来るとは限らないのです。
↓Wikiのリンクですが、こんなものもあるのかという感じで良いですから読んでみてください。
(もう少しわかりやすいサイトも観た記憶があるのですが失念しました)

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%85%B8%E3%81%A8 …

大学で専門課程に進むとちゃんと抑えていないといけないことなのですが、高校であまり明確に習った記憶は私もありませんね。
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この回答へのお礼

ありがとうございます!

お礼日時:2017/07/16 13:10

さっき、どこかに回答しましたが、同じ質問を複数箇所にするのはマナー違反です。

どちらかを削除すべきです。
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この回答へのお礼

マナー違反大変失礼致しました。削除しました。丁寧なご回答大変ありがとうございました。

お礼日時:2017/07/17 17:28

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Q銅イオンの動きの実験

以下のURLどおりに寒天を使った銅イオンの動きの実験を行いました。

https://kids.gakken.co.jp/jiyuu/idea_db/793.html

Cu → Cu2+ + 2e- の化学反応が起こるのですが、

イオン(Cu2+)はプラス極からマイナス極へ移動し、
電子(2e-)はマイナス極からプラス極へ移動していることになるのでしょうか?

2e-の動きが「電流」というものなのでしょうか?

Aベストアンサー

銅イオンCu2+は、寒天の中を移動し、その為寒天の色を青く染めます。
寒天を使わなくとも食塩水のようなものでも良いのですが、色を染めていく過程が観えないです。

それと、電子は寒天の中での移動は起こりません。
電子は寒天の外側の導線部分を電流として移動します。

また、寒天に含まれる水分(煮詰めて作りますよね)とそれに含まれるナトリウムNa+等のイオンが寒天内での電荷の運び手になります。
寒天は水をゲル化して実験をビジュアル化するものとして使われています。
それと、昔からこういう電気化学的な実験では、寒天を使うことが多かったです。
私の学生時代は寒天で塩橋を造り何百回と実験をした記憶があります。

それと、プラス極とマイナス極というのは表現に非常に神経を使う用語なので面倒です。

この実験の場合、
電池のプラス極に繋がっている銅板が、銅が電気分解する電極になり、寒天を青くします。
Cu → Cu2+ + 2e-

電池のマイナス極に繋がっている銅板は、寒天に電子を供給します。
寒天は水をゲル化する為に使ったのですが、寒天に含まれるナトリウム等が水をイオン化してH+とOH-に電離させます。
本来は食塩水で寒天を煮詰めるのは、H+とOH-へと水を電離させる役目もあります。
この電離したH+が電極から電子e-を受け取り、電極表面に水素ガスを発生させます。
2H+ + 2e- → H2↑ 
ですね。

銅イオンCu2+は、寒天の中を移動し、その為寒天の色を青く染めます。
寒天を使わなくとも食塩水のようなものでも良いのですが、色を染めていく過程が観えないです。

それと、電子は寒天の中での移動は起こりません。
電子は寒天の外側の導線部分を電流として移動します。

また、寒天に含まれる水分(煮詰めて作りますよね)とそれに含まれるナトリウムNa+等のイオンが寒天内での電荷の運び手になります。
寒天は水をゲル化して実験をビジュアル化するものとして使われています。
それと、昔からこういう電気化学的...続きを読む

Q中2の理科で、うすい塩酸は化学式でHClなのですか?塩酸なのだからClでよいのではないのですか?

中2の理科で、うすい塩酸は化学式でHClなのですか?塩酸なのだからClでよいのではないのですか?

Aベストアンサー

Cl は塩素原子で、通常は Cl2 と2つくっついて分子になっています。常温で気体です。
塩酸は HCl で、塩素と水素の化合物である「塩化水素」を水に溶かしたもので、強い酸性を示します。

ご参考まで。

Q中学の理科での質問です。 酸化銅と炭素をまぜて加熱すると銅と二酸化炭素ができるという実験があります。

中学の理科での質問です。
酸化銅と炭素をまぜて加熱すると銅と二酸化炭素ができるという実験があります。
この反応で、還元された物質は何でしょうという問題なのですが、銅が還元されたという答が不正解である理由を知りたいのです。
正解は酸化銅で、銅と答えたら不正解でした。いろんな問題集などを見ても、たしかに酸化銅と書いてあります。
でも、なぜ銅という回答では不正解なのかを知りたいのです。

Aベストアンサー

それは化学式を書けばはっきします。
2CuO + C → Cu + CO2
ですよね。
もし問題が還元された「元素」は何か、だったら銅が正解です。でも酸化銅は分子とは言えないが物質で銅ではありませんよね。

Q「酸化皮膜」と「酸化被膜」ってどっちが正しいんですか?

「酸化皮膜」と「酸化被膜」ってどっちが正しいんですか?

Aベストアンサー

「皮膜」は、膜そのものの物質で、「被膜」は膜を被った状態のことと思います。

ってなわけで、前後関係や文脈で扱いが変わると思いますよ。

Q亜鉛と希硫酸との反応

Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂

この反応は酸化還元反応だと思うのですが、還元剤はZn、酸化剤はH₂SO₄ですか?

Aベストアンサー

この反応は希硫酸(=硫酸水溶液)での反応を表したものですね。
すると反応する硫酸や生成する硫酸は水溶液中なので電離しています。
ですから化学反応式は
 Zn + 2H^+ + SO4^2- → Zn^2+ + SO4^2- + H2
と書き表せます。このうち硫酸イオンは変化していませんので、これを消去すると
 Zn + 2H^+ → Zn^2+ + H2
硫酸のなかの水素イオンが酸化剤として働いたと言うことが明確になりますね。

さて、この反応はべつに硫酸でなくても酸の水溶液なら何でもいいですよね。水素イオンさえあれば良いのですから。
事実、酢酸や塩酸だって亜鉛と反応し水素を発生させます。
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「熱濃硫酸は酸化力が強い」というのは上記の内容を否定するものではありません。
熱濃硫酸が酸化力が強いというのは、たとえば塩酸や酢酸では反応しない銅や銀などとも反応する、ということを意味しています。
このときの化学反応は
 Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + 2H2O +SO2
と表されます。水素の発生はありません。
つまり言い換えると、この反応は
 Cu + 2H^+ → Cu^2+ + H2
ではないということです。
酸であれば必ず持っている水素イオンに由来する酸化力での反応ではなく、
熱濃硫酸特有の強い酸化力があると言うことなのです。

この反応は希硫酸(=硫酸水溶液)での反応を表したものですね。
すると反応する硫酸や生成する硫酸は水溶液中なので電離しています。
ですから化学反応式は
 Zn + 2H^+ + SO4^2- → Zn^2+ + SO4^2- + H2
と書き表せます。このうち硫酸イオンは変化していませんので、これを消去すると
 Zn + 2H^+ → Zn^2+ + H2
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さて、この反応はべつに硫酸でなくても酸の水溶液なら何でもいいですよね。水素イオンさえあれば良いのですから。
事実、...続きを読む

Q分子の構造はどのように調べますか?

科学者は顕微鏡で調べているのでしょうか?

Aベストアンサー

ふつうの顕微鏡じゃ分子なんか見えません。
X線構造解析、NMR、赤外吸収、紫外-可視光吸収、古くは化学反応性などで構造解析をしていきます。
電子顕微鏡で分子の形がとらえられたのは、ようやくここ最近の話。
http://www.chem-station.com/blog/2009/08/post-109.html

Qプラスチックは混合物?純物質?

質問させていただきます。
非常に基礎的な質問で申し訳ございません。
ふと疑問に思ったのですが、プラスチック(代表例としてポリエチレンなど)は純物質でしょうか?

「ガラスやプラスチックは一定の融点を持たない」と教科書に書いてあり、なるほどと思ったのですが、ガラスは混合物だからいいとしてプラスチック(ポリエチレン)はCH2だけで構成されておりますし、純物質なのかな?、と何となく思っていたので分からなくなってしまいました。(高分子化合物って言うくらいなので、化合物ですよね)
「化合物と単体を指す純物質は、一定の融点を持つ」はずなので、あれれ、プラスチックは?という感じです。

勉強不足で申し訳ございませんが
1、プラスチックは純物質なのか?
2、純物質ならなぜ融点が一定ではないのか?
(「純物質は一定の融点を持つ」という教科書の記述には例外があるのか?)

以上二点をよろしくお願い致します。

Aベストアンサー

プラスチック(ポリエチレン)は純物質か?
厳密に言えば、耐候性、耐熱性を向上させたりするために、微量の添加剤を加えている場合が多いので混合物ですね。
微量の添加剤は無視すると、ポリエチレンは成分的には単一です。
しかし、一般に合成高分子は、色々な分子量のものが混ざったものです。
プラスチックのポリエチレンの場合も色々な分子量のポリエチレンの混合物です。
またABSというプラスチックのように、高分子同士を混合させたものもあります。
低分子で比喩すれば、ヘキサンとヘプタンは共に炭素と水素だけから成る飽和炭化水素ですが、これらの混合物と同じような位置づけと考えられます。

純物質ならなぜ融点が一定ではないのか?
ポリエチレンは、通常融点を持っています。
添付の資料によると融点は414.6K つまり141.6℃です。
http://takahara.ifoc.kyushu-u.ac.jp/講義資料/高分子化学第二/poly2_6_2009.pdf#search=%27高分子の融点%27

高分子には、結晶部分を持っている結晶性高分子と結晶しているところ(部分)がない非晶性高分子があります。
融点は、結晶が融解する温度なので、非晶性高分子には融点がありません。
結晶性高分子は、結晶している部分と結晶ではない非晶部分があります。どれだけ結晶部分が存在しているのかが結晶化度です。
結晶化度は、製法によってことなります。一般に低密度ポリエチレンでは60%程度、高密度ポリエチレンでは90%前後と言われています。
高密度ポリエチレンは、結晶部分が90%程度を占めているわけで、当然融点があります。
混合物でも、結晶物質の混合物ならば、各々の融点が観察されます。
融点の有無は、混合物か純物質かではなく、結晶の有無なのです。
一般のガラスはSiO2を主成分としてた各種金属酸化物の混合物です。融点は存在しません。
それは結晶がなく、全て非晶性だからです。
このような非晶性の物質のことをガラスというので、高分子の非晶性が低温で固まった状態のことをガラス状態と言います。
SiO2が結晶すれば石英で、これは融点を持っています。
また、一部のガラス製品には、結晶を含んだものがあり、これは融点を持っています。
結晶性ガラスという、ちょっと違和感のある名前が付いています。
(ガラスというのは本来結晶を持たないというニュアンスがあるのにもかかわらず、結晶を持っているガラスですからね)

融点の有無は、結晶部分の有無ということですが、教科書の「ガラスやプラスチックは一定の融点を持たない」という記述について考えてみます。
ポリエチレンの結晶は、一つの大きな結晶ではなく、結晶部分が細かく分かれていて、細かい結晶部分が集まった多結晶構造をしています。
先ほどのSiO2で言えば、石英は多結晶、大きな単結晶にあれば水晶ですね。
各結晶には融点が存在します。しかし結晶の大きさによって僅かに融点は異なります。融解の開始温度が僅かに異なります。
それ故、低分子の純物質の融点に比べ、吸熱ピークが幅広くなりがちです。
製法によって、結晶状態が変化し、融点が少し異なる場合があります。
プラスチックの種類によって、結晶の状態が製法の影響を受けやすいものと受けにくいものがあり、影響を受けやすいものは
融点が◎℃〜◎℃の範囲と記述されることもあります。
このことを言っているのかもしれませんね。
でも、プラスチックといえども融点を持っているものがあるのは事実ですよ。
各種プラスチックの融点です。
http://www.toishi.info/sozai/plastic/hr.html

ところで、プラスチックの中には、フェノール樹脂(ベークライト)、メラミン樹脂などのように、一旦熱を加えて硬化させると
加熱によって流動化しない熱硬化樹脂というものがあります。
このような熱硬化樹脂は、一般に融点は存在せず、融点に達する前に熱分解してしまいます。

プラスチック(ポリエチレン)は純物質か?
厳密に言えば、耐候性、耐熱性を向上させたりするために、微量の添加剤を加えている場合が多いので混合物ですね。
微量の添加剤は無視すると、ポリエチレンは成分的には単一です。
しかし、一般に合成高分子は、色々な分子量のものが混ざったものです。
プラスチックのポリエチレンの場合も色々な分子量のポリエチレンの混合物です。
またABSというプラスチックのように、高分子同士を混合させたものもあります。
低分子で比喩すれば、ヘキサンとヘプタンは共に炭素と水...続きを読む

Qアセトニトリルの炭素-炭素間の結合がσ結合ではないのはなぜですか?

アセトニトリルの炭素-炭素間の結合がσ結合ではないのはなぜですか?

Aベストアンサー

>アセトニトリルの炭素-炭素間の結合がσ結合ではないのはなぜですか?

σ結合です。
アセトニトリル、つまりCH3CNにおいて、メチル基の炭素はsp3混成。
CNの炭素はsp混成軌道となっており、CーC結合は、sp3とspが結合したσ結合です。
σ結合とは、C-Cを結合軸から見て、つまり C-C ←の方から見て、回転対象(回転させても形が変わらない)
結合のことです。
π結合は、回転させると結合軸の方向から見て対象ではありませんね。

Q画像の問題について質問します ヨウ化カリウムを入れることでヨウ素を溶けやすくしているのはわかるのです

画像の問題について質問します
ヨウ化カリウムを入れることでヨウ素を溶けやすくしているのはわかるのですが、その後の中和滴定に
ヨウ化カリウムは一切影響を及ぼさないのでしょうか?

よろしくお願いします

Aベストアンサー

そもそも、中和滴定ではありません。酸化還元滴定です。
そして反応の本質はI2を還元してI-にすることです。
I2が有色であるのに対してI-が無色であることと、I2の濃度が低いときにはヨウ素デンプン反応でその存在を検知できることがポイントです。
仮にKIが妨害をするというのであれば、常識的に考えて、K+ではなくI-の方でしょうけど、そもそもI-はI2の還元によっても生じますので、それが妨害するのであればその方法自体が使い物にならないはずです。また、I-は酸化還元反応で生じたカスのようなものです。例えていうなら物が燃えた後に生じる二酸化炭素のようなものです。なので、あなたの質問は、二酸化炭素は燃えますか?といっているようなものです。

物事を化学的に考えるのであれば、なんとなくそう思うではダメです。実際に起こっていることを化学反応式で表し、その変化を化学的に理解した上で考えるべきです。

Q宇宙一分かりやすい高校化学の理論化学に塩酸を水に溶かすという記述があったのですが、塩酸は塩化水素の水

宇宙一分かりやすい高校化学の理論化学に塩酸を水に溶かすという記述があったのですが、塩酸は塩化水素の水溶液なのでそれを水に溶かすということはどういうことなのでしょうか?
加えて、塩化水素を水に溶かすと塩酸になるのですから塩化水素が電解質であり塩化水素を水に溶かすということの間違いではないのですか?

Aベストアンサー

現実にある濃度の塩酸を作ることを考えてみてください。
塩化水素を水に溶かす場合、塩化水素は気体ですので、もちろん発生させる方法もありますし、あるいは高圧ガスボンベでも売っていますので、それを買ってきても良いですが、とにかく、気体を水に溶かすことになります。気体ですから、どれだけ溶けたかも実験者にわかりにくいです。

これに対し、市販の濃塩酸なり、濃度の分かっている塩酸なら水溶液という液体ですので、体積なり重量を容器に入れて測定することが容易にできます。従って、これを水に溶かして、希望の濃度の塩酸を作ることができます。

大学でも研究機関でも企業でも気体の塩化水素でないといけない場合(塩酸ではなく気体の塩化水素として使用する場合)は別にして、ある濃度の塩酸を使うのであれば、塩化水素を水に溶かして使うということはまずありません。市販の塩酸を水に溶かして使います。私も大学時代から40年近く塩酸を使っていますが、塩化水素を水に溶かして塩酸にしたことは一度もありません。必ず濃い塩酸を水に溶かしてうすい塩酸を作っています。

高校化学の教科書なり参考書で、ほとんど現実に行われない、塩化水素を水に溶かすという表現よりも、ごく普通に行われる、塩酸を水に溶かすという表現の方が使われるのは普通だと著者も考えて書いているでしょう。

現実にある濃度の塩酸を作ることを考えてみてください。
塩化水素を水に溶かす場合、塩化水素は気体ですので、もちろん発生させる方法もありますし、あるいは高圧ガスボンベでも売っていますので、それを買ってきても良いですが、とにかく、気体を水に溶かすことになります。気体ですから、どれだけ溶けたかも実験者にわかりにくいです。

これに対し、市販の濃塩酸なり、濃度の分かっている塩酸なら水溶液という液体ですので、体積なり重量を容器に入れて測定することが容易にできます。従って、これを水に溶かし...続きを読む


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