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理論 物質の構成 物質の分類 純物質 単体 ex) H2,02,12 1種類の元素からなる ↓以上 " 混合物 ex)海水、空気 分離と精製 化合物ex)HO、MacD 2種類以上の元熱からなる。 ・混合物から目的の物質を分ける操作を、 分離という ・分離した物質に含まれる少量の不純物を 取り除き、物質の純度を高める操作を精製という ※分離と精製の操作は同じ ex)3過、蒸留分留、再結晶、抽出、 昇華、クロマトグラフィー 原子の構造 オングストローム ・原子の大きさは10m=0.1mm=1A 1fm 1pm 1A Inm 1 μum Imm law I'm 10 F -15 10-110-010-910-0103 10:21m 電子×1840=陽子 中性子 ・陽子・電子=原子番号 電子配置 No. Date 電子殻殻から始まる電子の層 最大収容数は2m² ・電子配置:電子の入り方、K殻から順に入る 価電子=最外殻電子 A 閉殻(オクテット):最大収容数の電子で 満たされた電子殻、安定している。 ・貴ガス:18族元素価電子は0 イオン ・原子が電子を放出したり受け取ったりして 電荷を帯びるようになった粒子をイオンという ・1つからなるものを輙原子イオン。 22以上からなるものを今菓子イオンという ・正の電荷をもったイオンを陽イオン 魚の電荷をもったイオンを陰イオンという。 ・電子配置は寛ガスと同じ • ・イオン化エネルギー 1つの電子を取り除いて陽イオンにするために必要なエネルギー イオン化エネルギー⇒陽休みになりやすい 電気親和力 質量=陽子+中性子 原子が電子を1つ取り込んで陰イオンになるときに放出するエネルギー 畄電気親和力大 陰イオンになりやすい 原子とイオンの大きさ 同位体 ・同じ元素で中性子の数が異なる原子どうしの・同じ族…番号大原子大 ことを同位体という " 同じ周期・番号因 原子小 9 質量は異なるが、化学的性質はほとんど A 陽イオンになると小さくなり、 同じ 陰イオンになると大きくなる。 ※同素体とは違う . 同じ電子配置:陽子 ⇒ イオン小 ex) σ > F > Nat > Mght > Al³+
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族 同期 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 12 周期表 byメンデレーフ 物質の構成 13 14 15 16 17 18 周期 B He! ベリウム If Ne 窒素 酸素 フッ素 ネオン Na To Mg Al Si Up S Ar サナトリウム マグフラウムト アルミニウムケイリン 硫黄塩素 K Ca o Sc. Cr Mn Ni Cu zn Ga Get As se カリウム カルシウム スコッ スカンジボタン バナジウム クロムマンガン ベルト ユッケル 170 マン 2 Y Zr イットリウムジルコニウム Nb ニオブ Mo Tc Ru Rh pd どうせ会えんが Ag.col ム ゆん In Sn 1 Sb Te I モリブデン テクネチウム ルテニウム ロジウム パラジウム 銀、カドミウム インジウム スズ アンチモン テルル ヨウ素 せしめてフラ Hf Ta セラウム バリウム ハフニウム W タンタル タングステン Re レニウム Os Ir オスミウム イリジウム Pt Au Hig Tl Pb 12 Bi Po At 白金 金 水銀 タリウム 鉛 ビスマス ポロニウム アスタチン Tok of 482 min Ra ラ Rf Db Sg Bh Hs ラザホージウム ドブニウム シーボーギウム ボーリウム ハッシウム マイトネリウム Mt Ds Rg Cn Nh FI Mc Lv Ts Og ダーム スタチウム レントゲニウム コペルニシウム ニホニウム フレロビウム モスコピウム リバモリウム デネシン オガネソン La Ce Pr Nd Pm Sm ランタン Eu Dy Ho Er セリウム プラセオジム ネオジム プロメチウム サマリウム ユウロピウム ガドリニウム テルビウムジスプロシウム ホルミウム エルビウム ツリウム Gd Tb Tm Yb Lu イッテルビウムルテチウム Ac Th Pa U Am Bk アクチニウム トリウム プロト アクチニウム ウラン Np Pu Cm No. ネプツニウム プルトニウム アメリシウム キュリウム バークリウムカリホルニウム スタイニウム フェルミウム メンデレビウムノーベリウム ローレンシウム Cf Es Fm Md Lr アイン 7
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No. Date 新 同素体 ・同じ元素からなる単体で、原子の配列が 異なるため、性質が異なる物質どうしを固体とう。 ex)ダイヤモンド、黒鉛、ケイ 二酸化ケイ 結合の種類 ・金属+非金属 イオン結合 ・金属+金属 金属結合 分子間力 ・分子間にはたらく比較的弱い力を まとめて分子間力という 分子間力が高いほど融点 沸点が高い。 ex) 水素結合 OFN F-H、O-H、N-Hは結合の極性が 特に大きいため、Hをはさんで静電気的に 結合する。 非金属+非金属 共有結合 or配位結合 VSEPR法 ' ※配位結合 一方の原子の非共有電子対を 2原子で共有してできる共有結合 ex) H TH H:N:+H→HIN:H H ①分子の電子式を書く ②電子対同士が最も離れる方向に結合をのばす。 (共有・非共有は区別しない) ③実際に原子が存在している部分を見て、 形状を決定する。 ・0. 2.. 0. H...H 電気陰性度 原子が共有電子丼を引きつける力の尺度 い 大きい順に FONCH H:Q:H ↓ cl 1800 0=== =0 極性 <分子の極性> 直線 1095H 正四面体→折れ線 極性分子:分子全体で極性をもつもの :0::0:0: 無極性分子:分子全体で極性をもたないもの <結合の極性> H STH +H ← ← をひっぱる 0=c='0 総合の極性 約1,200 正餠→折れ線 *分子全体の極性
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No. Date 物質の構成 化学反応における諸法則 年代 人名 法則名 内容 1774 ラボアジェ 質量保存の法則化学反応前後で物質の総質量は変わらない 1799 プルースト 実比例の法則化合物の成分の質量は一定 1803 ドルトン 1803 原子説 下に記載 ドルトン 借数比例の法則一定量のAと化合するBの質量は簡単な整数比 1808 ゲーリュサック 気体反応の法則 気体反応での体積比は同温風圧で簡単な整数 18111 アボガドロ 分子説 全ての気体は分子という粒子からなる。 ドルトンの原子説 ①全ての元素は原子と呼ばれる、それ以上分割できない最小の粒子からなる。 (さらに分割できることがわかっている) ②化合物は異なる原子が一定の数で結合することで作られる。 ③異なる元素の原子は異なる ④同じ元素の原子は、大きさ、質量性質、形状が同一(現在では同位体が知られている) ⑤化学変化は原子の集まり方が変わるだけで、原子を新たに作ったり、壊したりはできない。 単体も1つの原子からなるをとらえている(2H2+02-2H20(矛盾) 有効数字 【 有効数字の扱いのポイント】 • 頭にある0は有効数字の桁数には数えない。 • しかし, 末尾にある0は有効数字の桁に数えるので注意。 • • • • 0.0010 は有効数字2桁, 0.300 は有効数字3桁 10の倍数は有効数字を明確にするために, 正規化して答える必要がある。 8000 と答えては有効数字何桁か不明。 800 × 103 (有効数字3桁) 8.0×103 (有効数字2桁) と答える。 足し算・引き算では 「あいまいな数値があるのはどの位か」 を把握し, その位までで数値を打ち切って 考える。 掛け算・割り算では, 有効数字の桁数は最も少ない桁数に合わせる。 計算の途中&前の設問の結果を次の設問で使うときは, 要求されている有効数字よりも1桁多いところ まで計算する。 例えば 「有効数字2桁で求めよ」の場合は,途中まで3桁で計算し、最後の最後で計算結果を出すとき に3桁目を四捨五入すれば良い。 計算途中でも4桁目は切り捨てて良い (その結果、 最後の桁が若干ず れても許容される)。 誤差を最小化するため, 割り算は一番最後にやるように心がける。
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物質の三態 No. Date 状態図 (3)多くの物質…密度:固液気 ・臨界圧力 Pa 融解曲線 超臨界流体 ・モル体積 標準状態(0℃、1013×105Pa)で 1molが占める体積は22.4L 1.013×10×V-1×83×10×273< 蒸気圧曲線 EDSから得られる法則 個 三重点 昇華圧曲線 臨界温度 PV=WRT ↓一定 PV=WRI PV=(定) 問題見て、条件を確認 T (b1H2Oの状態図・密度:液国>気 T一定↓ 一定 Pa ・水素結合 PV=(定) (液 T ボイルの法則 y=(定) 2 ・シャルルの法則 1.013×105 ボー シャー 温度一定 圧力一定 → 0 100 融解熱・蒸発熱 1molの物質を融解蒸発させるのに必要なエネルギー 分圧を分体積…同時に使用してはいけない! 1分圧の定義 混合気体においてある成分が単独で全体像を 占めていると仮定したときの圧力 PAD=WART② ③ PBV=MBRT…③ 比熱 ある物質の温度を上げるのに必要なエネルギー A+B • (PAT(B) = (MATHB) RTO A 理想気体と状態方程式 B ・理想気体:1分間力がない 分圧の法則 ②子自身の体積がない。 Pa ・状態程式(EOS). より NA PA= P matue NATUB PV=nRT "C 83/x (0° Po⋅ L/(K·mol) P 2 na (分圧)=(金圧)×(モル分率) hBR PA= ART, PB = PA: PB = WA : ИB → T →(分圧比)=(物質量比) 分体積→物質量比におき換える。
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No. Date 飽和蒸気圧 蒸発の勢い 温度に依存 ↑ 蒸発と凝縮の 勢いがつりあう時 凝縮の勢い *** 圧力に依存 「蒸発する行数=凝縮する分子数」の状態を 気液平衡といひ、このときの圧力が 飽和蒸気圧である。 温度が高いほど飽和蒸気圧が上がる 解き方 注意気体として存在しうるmolが変化しうる ①まず、すべてが気体であると仮定し EDSや(分圧)2(金圧)×(モル)から 気体の仮のP践める ②(a) P仮≦P飽のとき 仮定は正しい (b)P>P鏡のとき 仮定は誤り , 飽和蒸気圧と温度の関係を表すグラフを 蒸気圧曲線という 沸騰 ・飽和蒸気圧には W 「気体として存在できる圧力の限界値」という 意味合いがある.. ◎取り扱い方 ①飽和蒸気圧は温度のみで決まる ②平衡状態において、気体と液体が共に存在 →P左三飽和蒸気圧 2 →一部が凝縮してP分圧=Pに戻る ・液体の表面だけでなく、内部からも蒸発が 起こる現象を沸騰という。 大気圧 ↓↓↓↓ ・飽和蒸気圧 ・温度を上げて蒸気圧が外圧を等しくなった時 (蒸気圧・大気圧)に、気泡がつぶれなくなり。 沸騰が起こる、この温度を沸点という。 すべて気体で存在 →圧≦飽和蒸気圧 水銀柱 ④もし(気体の圧力)>(飽千蒸気圧)なら。 金になるまで凝縮する。 大気圧 空気も物質であるため、質量がある。 空気が及ぼす圧力を大気圧という。 <トリチェリの実験>760mm 水銀の圧力労解き方 Ho 大気圧 てる 水銀面での圧力のつり合いより、 (大気圧)=760mmHg ①のみ合いの式を立てる。とにかく同じ高さは同じ圧力 大気圧を忘れずに。 ②水銀以外の液体が残っていれば、上部の圧力に 残っていなければEOS
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No. Date 凝縮しない気体のグラス ・T一定→PV=(-定) ボイルの法則 ・P一定→¥=(一定)シャルルの法則 ・T一定 P → P飽 ・凝縮 →V 水の分の体積 ・P-定 ・V一定→旱=(定) T 凝縮 >T ・V-定 凝縮する気体のグラフ →ア ・凝縮しない気体との相違点は、 液体が存在する時のみすなわちP>Pの時 ・気体の圧力はP観を超えない 人蒸気圧曲線 →T すべてP飽 J ずっと液+気が存在
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No. Dale 実在気体 連→分子間力半分子の体積がない 実→ あり 実在気体は高温低圧になるほど <分子間力との関係> た定でP2倍にすると 理想!Vが1/2倍になる ・実在が立倍より小さくなる <分子自身の体積> 理想気体に近づく GETO ← 高温 分子の運動大→分子間力無視できる 低圧→ 分子自身の体積無視できる。 cf.PV=WRT O ⇒ →Zがより小さくなる Q 10 気体分子が動き回れる範囲 ファンデルワールスの状態方程式 ↑実在気体で近似的に成り立つERS Pta n ( # })}~} <√ — nb) = nRT 分子自身の体積 T一定でP2倍にすると J・理想が3倍になる ・実在が立倍より大きくなる ⇒そがより大きくなる 圧縮しずらい 2 =V-nb 低圧だと (mod分の体積 確に近づく =wol/濃度 壁に衝突する分量 どちらも 今に比例 n その分子にはたらく分か 圧縮係数 PV Z2 RT. を圧縮係数という ①そう圧縮できない 「分子自身の 体積 →P 極性分子 ・無極性分子 理 →P 高温 h 低温
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No. Date 定量的には… Petal ( 1 )} } <分子間力> b=0とすると Pt PT RT Z ·(J-nb) = nRT n² V = nRT +0. TECT 2h- an² TRT <分子自身の体積> Q=0とすると P(T-nb)=nRT PD-Pub PD Pub = h RT RT Z=ht 流れる気体の問題 ポポイント ①入口から入れた気体は全物質量が出てくる ②出口から出てくる気体は入れた気体と水蒸気の混合気体 ③出口から出てくる気体の水蒸気の分圧は 溶解度 その温度における飽和蒸気圧 ・溶媒 1994に溶解する溶質の最大質量[g] ・単位なし ・温度との関係を表した曲線:溶解度曲線 2h Pub ・多くの固体は温度→溶解① >h RT ※ほとんどの国体の溶解は吸熱反応 浮力 ・これを利用した分離法→再結晶法 浮力=押しのけられた体積分の液体の重 (アルキメデスの原理) KNO3 pdgs -NaCl Npg We 1 Jpg とけたまま MA Ep dtx g S ※気体の溶解度 水深dにおける水圧:pidg 浮力 T→溶解度 これは気体の溶解反応が発熱反応だから
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No. Data 7 溶液の質量[g] モル濃度 Twol/Lコー 溶質の物質量[mol] 濃度 + 質量パーセント濃度[%]- 溶質の質量[g] ×100 →溶質の質量モル濃度をwoolleg] OP= MoPo 1000 m 蒸気圧降下度OPは溶質の種類によらず 希薄溶液のとき質量モル濃度にのみ比例 溶媒によって決まる 「溶液の体積 [L] 質量モル濃度[wol/kg]- 溶質の物質量 Tomod 沸点上昇・凝固点降下 溶媒の質量[kg] 3泊 換算するときは、 11=1000cm² 一定量を考える 6 10P上昇 ・密度= 質量[g] で質量ご体積 体積[cm] →T ↓ 蒸気圧降下 不揮発性物質が溶けた溶液の飽和蒸気圧が 純物質+に比べ低下する現象 モル沸点上昇(溶媒に固有) 液体 • 『純物質N[mol]←Po[P] 不揮発性n[mol] のとき 溶液の PIPa]は P = Non lo OP=P-Po= N+nlo ◎希薄溶液のとき 4 Ntu≒Oより OP= Po 溶媒の全質量 Wolg] Nmol 2 の分子量 Mo とすると MONTOJ Wo We AP = Me Po →N> Mo Wo Imode Mo ジャマされる→ x ST: Em モル凝固点降下 固体 は電離・会合を考慮した 実効的な値を用いる
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凝固点降下を過冷却 浸透圧 鳥度 No. Date < 冷却時間 ・溶液においては、冷却していくと、過冷却といる 互いに混ざり合う物質に均一になる性質がある。 溶液 半透膜:溶媒は通し、 444 1 純溶媒 溶質は通さない膜 濃度を均一にしようとして、純溶媒から溶液に 溶媒が移動(浸透)それにより浸透圧が発生 「ファントホックの法則 現象が見られる。 <純溶媒> A:本来の凝固点 A→B:過冷却 B:外からの衝撃により凝国開始 B→C:凝固熱が一気に放出され、温度上昇 3 C:本来あるべき温度に復帰した点 CD:凝固熱のため一定 D:凝固完了温度下がっていく <溶液> E:本来の凝固点 E-F:過冷却 F:疑国開始 FG:凝国熱でT① G:本来あるべき温度に戻った。 C-F1:溶媒の外が固→濃度不 →凝固点降下が進行して温度下がる TID=WRTT=CRT 電離・金後の実質的なwol. 浸透圧溶液の体積 モル濃度 逆浸透法 気体の溶解 L移動し終わった後の体積 溶液側に浸透圧以上の 圧力をかけると、純溶媒が 得られる(ex. 海水の淡水) 水 →圧力、溶解量、温度に依存 ↓ ヘンリーの測 水に溶けにくい気体の一定量の溶媒に 溶解する物質量は、その気体の分圧に比例する H:飽和溶液に達した点 HI:溶媒と溶質が同時に析出(共晶点とう) Ⅰ:全て折出、温度が下がっていく
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No. Date 結晶の構造 結晶 固体 規則的 原子の正味の個数 アモルファス(非結晶)←不規則的 上:2等分 体心!2コ 結晶の最小の繰り返し単位を単位格子という (アモルファスに単位格子はない) 逆上:4分→ ⇒面:47 配位数:1つの粒子が接している周の粒子の数 1頂点上:8分 充填率:単位格子体積に占める原子の体積の割合 配位数 + 単位格子中の原子の体積 体心→8コ つまり 単位格子の体積 面心→12コ(aのキョリ) 格子定数:単位格子の大きさを表す定数 六方→12コ体に6発、面ドラ)はナシ (立方体なら、一辺の長さ) 心 68% 面心 74% (cf. Air 10mm オングストローム) 充填率…acrの関係を求める 体心 Ea 結晶格子 r 結晶内での粒子の配列のこと、 金属の結晶格子3種類を扱っていく Ja=4r 体心立方格子 面心立方格子 fary 23 Q2 8 22=0.679 →679% 百a 六方最密構造 充 単位格子 Q2 Ja=4r x4 6 20≒0.7379 →73.79% 六方 2r=a 原:02 正四面体の高さ r 2 a Baxa 2 f=0,7379 →73.79%
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No. Dane コロイド コロイド溶液 疎水コロイド:親料性低い、電荷の反発により、 ✓コロイド粒子 I 集合せずコロイド溶液に 直径が1.0×107~10xoom程度の大きな粒子 液体にコロイド粒子が分散しているものをコロイド溶液のという ゾルが流動性を失ってできるゼリー状のものをゲルという凝 親水コロイド:水性高い。水化されて水に囲まれるので、 粒同士が接触しないために、コロイド溶液に さらにゲルから水を除いてできる多孔質の固体をキセログル 少量電解質を加えて 1 ・中和 という シリカゲル・高野豆腐など コロイド溶液 不透明 真の溶液(通常の溶液) 透明 ✓分類 疎水コロイドを沈殿させる現象 疎水コロイドは電荷の反発で21t=cat 分散しているが、電解質により、 中和される集 2巻くっつく上限あり コロイド・分子コロイド(分子でコロイド(牛乳アミロース)・塩析 ↓ ○価数の大きいものほど 折させやすい ミセルコロイド(会合コロイド) ↑数集まってコロイド(セッケン) 分散コロイド←固体が小さく粉砕ロコロイド (粘土、水酸化鉄酬) 多量の電解質を加えて コロイド液液の示す現象 親水コロイドを沈殿させる現象 親水コロイドをおおっている水和が 剥ぎ取られ、コロイド粒子同士が Nat 接触して沈殿 0 とり除く ・チンダル現象 0 コロイド溶液に横から光をあてると その通路が明るく見える現象 ✓ (コロイド粒子に大きく光を散乱するから)ex.ライブの光 ブラウン運動 限外顕微鏡で観察される。 コロイド溶液の不規則な運動 (熱運動している水分子がコロイド粒子に衝突するため) 透析…半透膜を使ってコロイド溶液を精製すること 小さな分子イオンを通す(さっきのとは違う) 電気泳動 分散媒 分散質 固体 液体 気体 電極に引きつけられて、移動する現象 正コロイドか食コロイドか判別できる 固体 ステンドグラス, サファイア 墨汁, 絵の具、 練り歯磨き 煙, 粉塵 液体 ゼリー 牛乳、マヨネーズ 霧、雲, もや シリカゲル, スポンジ, マシュマロ クッキー, セッケンの泡, 気体 存在しない 軽石,活性炭, 炭酸飲料の泡 発泡スチロール ・保護コロイド=疎水コロイドを保護する目的で入れ水コロイド 疎水コロイドに親水コロイドを加えると、疎水コロイドを 親水コロイドがとりまき、凝析が起こりにくくなる。 ex. 墨汁に入れるニカワ 代表的なコロイド 水銀化鉄(Ⅲ)コロイド(Fe(OH)2,赤褐色) FeCl2+3=0→Fe(OH)2+3HCl 飽和溶液 沸騰水 疎水コロイド、正コロイド
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No. Date 密度 イオン結晶 単位格子の質量→当てなし! 単位格子の体積 Nace MACKEY CSCRE CsCl S型 単位格子内の Nat 4 Cst1zn 24 4 ex. 心から、My症とか イオン Cl4 C 1 5 4 a2 + 配位数 No. 6 est 82m² 4 金属の密度は、0.53~22.5くらい Cl 6 CL 8 54 まとめ 体心 面心六方 共有結合の結晶の構造 原子数 2 4 2 非金属のみ 配位数 8 12 12 =0.24+ イオン結晶の単位格子 ・塩化ナトリウム型構造 「ほとんど分子結晶 物別な物質のみ共有結合の結晶 →ダイヤモンド黒鉛、竹素、二酸化 ・ダイヤモンド型構造(ダイヤモンドと() 正四面体構造×0 zus型と同じ構造 立体網目状 ○陽イオンと陰イオンは型にしても同じ ・どちらかのイオンを見ると 面 構造 Na . 異種のイオンが面心の正八面体 孔子の位置すべてに割り込んで構造・二酸化ケイ 塩化セシウム型構造 1/32×4=2 これも陽険を逆に 992 ケイ内の結晶のSi-Si間に 口を挟み込んだ構造 することができる st ・セン亜鉛鉱構造 「面心立方構造 ・ダイヤモンドと同じ構造 ・面心の正四面体孔のうち 半分に対イオンが 割り込んだ構造 SiO2円分子式でなく組公式 多層構造、各層は平面 層間はファンデルワールス力 →弱いのではがれやすい 価電子4つのうち3つしか共有結合に使われておらず、 残った価電子が自由電子のように振るまい層を自由に動き回る。 →電気伝導性を示す. 黒鉛
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最密 面心 ・四面体孔 No. Date 格子内に 8 六 A→B→C→A→B→C AB-A-B 面心立方のすき間 <サイズ> -2x√r- for orth :. R= (1-1)r イオン結晶の限界半経比 <安定なイオン結晶の成立条件> 1.陽イオンと陰イオンが接触している。 陽イオンは、陰イオン同士が接触していない ⇒ギリギリ満たす陽イオンと陰イオンのイオン半径の 比率をイオンの限界半径比という CSC型 ・八面体孔 格子内に 2FR 2(HR)=2R. +x12+1 = 47. ート 2R NaCl型 (r+R)=2R し <サイズ> r r r 2r 2Cr+R)=2.2r R=(2-Dr ・2m S型 2mS型 婆-1 2
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No. Date 化学平衡 酸性塩のカ 不均化反応のみ考えればよい。 Hの発生源が複数ある時 ①Hの発生源全てに関して足し合わせる (ex. [H+] = [H+] from A + [H+] from B + ... ②それぞれの州について、 等量発生する陰イオンに置き換える。 er. H₂O = H+ OH 7+3 [H"] from HSD = [OH"] ← なら CH3COOH CH3Co+H+なら、 [H] from CH₂ Coat [CH3COO"] ③置き換えた、陰イオンをフの式で表す。 ex, TH] IH Ifrom CHscootl+IH+] frontloo 2 2 ・[CH3COO]+[OH] KaTctscoot] kw THY] 極めて薄い酸の 同上、 ◎電離の隠し条件(Mever)(10の電話な Mot OHの発生・消費源が NH2+FB02NH++ OFFだけのとき、 [NH4] = [OH] 電気的中性条件 無視 水溶液は全体として、常に電気的に中性である。 ex. HClag に No. Cos を(M4)2C2O4を加えたとき、 ・HCPA++CD ・Na2CO3→2Nal+C03- CD3+H+→MOD3+ TH (H4)2C204 2NH4+COR Cool+H HOO H2O→H++OM TH) これより、 ④ [HT]の方程式を解く、 極めて低い薄い強酸のかけ 1.0×10mol/LHCQ.→p1 1.0×100mol/LHCl pH=8?? ← HCDなのに塩基性はおかしい! この場合HTを考えるときは、 [M]=[H] fromHcl+[H] from Hoとなる! ※[H][o]=kwのは全体の! wa [H+]+[Na] + 12 [M/4"] [Cl]+[OH]+2[cog]+[HCOS] +2[CO]+[HGO]
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No. Date ヘンリーの法則の導出 ヘンリーの法則一 気相平衡に関する応用問題 可動壁に仕切られた2つの部屋 水に溶けにくい気体の、一定下、一定量の 溶媒に溶けるvelはその気体の分圧に加 ・可壁 気体A PAPA 気体B 難溶性の気体Aの溶解について考える. 液液平衡:ArataqAaの ①の平衡定数をとおくと、 k= [Aaq] 2. [Arg)] 1-7 ② 気において、EOS.より、 t PArgs = [Arg)]RT-Q (PV = nRT P= =~/ RT. = [AIRT). ②③から、[Acgi』を消去すると、 K 9Aag] = Pacat [Aag ]W PACg! (= RO 比例 定数錠 ここから一定の水に対し、 平衡状態における溶液中のAayのvol A(g)の分圧に比例する。ことが分かる。 皆難溶性だったら、Aganol=溶解量 = CO2だったら、 CD2の溶解度分圧に比例しない。 ・溶液中のHCO3.HCOCO3の総量 >H2003の総量 "l [00249] 分圧に比例 PB11階 成り立つ式:PA+PB= Pa'+Po つまり、西の金が等しくなる 半透膜で仕切られた2つの部屋 ・固定(Aの外に通過できる) "A PASIPA A BPB PBB. → Aにとってはないもの自然 PAPA' 沈殿滴定 陽と陰休こによる沈殿生成反応 A++BAB↓を利用する。 濃度のAに既知を滴下する 当量点において (初めのA+のmol)=(加えたBomol) を使って濃度を求める ◎モール法 Ag+ChAgCl↓国を用いて、 Naclogの濃度を測定する方法 <手順> ①指示薬として濃度既知のCrogを加えておく。 ②濃度既知のAgをビュレットで滴下 ③AgsCro4の赤褐色沈殿が生じ始めた瞬間が ④(Clamol)=(Agamol)で濃度を決定当量点 2
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No. Date 化学反応 反応熱 反応に伴う熱の出入りを反応熱という。 熱を発する反応を発熱反応 熱を吸収する反応を吸熱反応という 後反応 ・熱を吸収 熱として出る . 生物>反応物 後 • 生物反応物 By Tic ◎熱化学方程式 1242+02-2120 H(気)+502(気)→H2O(液) OH-286KT ・分数でもOK (気)(液) (国)、C(ダイヤモンド)、(鉛)と書く (g) (ℓ) (5) 同素体 「多量の水10g、物質量不定のとは16を使わない エンタルピー図 H2(g)+/02(g) I タ ル 1286KI H0(1) m H2O(l). 発:OHO エンタルピーが高いと不安定 CH-2864J 吸:OHNO 低いと安定 ・エネルギー順序 ・原子 単体 化合物燃焼後 様々な反応エンタルピー ・燃焼エンタルピー ある物質(modを完全燃焼させたときの反応エンタルピー [ChHr(4902)→6co2(g)+6H=oll) [C(黒鉛)+ O2(g)→co2(g) ・生成エンタルピー ある物質1molを成分元素単体から生成する際の 反応エンタルピー ← Nargit 1-16 g) - H308] Ho-46kJ 溶解エンタルピー ある物質が多量の水に溶解したときの 反応エンタルピー。吸熱であることも珍しくない、 NaCl (s)+og→Miantclop atl=+4kg ・水和エンタルピー ある気体状態のイオン1molに多量の水が 水して水イオンになる際の反応エンタルピー Not (9) -- Natag OH= -404kJ. ・中和エンタルピー 酸と塩基が中和して1molの水が生成する際の 反応エンタルピー ⑤酸 基 Hog Otiog→H2O(2) 4H=-56.5KJ 昇華エンタルピー 固体(molを体に昇華させる反応エンタルピー 金属結晶、共有結合の結晶 →固体10)から個人の風子()へ Na(s) → No(g) AH=109KJ ・呉体液体 固体
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No. Date ・蒸発・融解エンタルピー(融解・凝固エンタルピーもある)反応速度 液体lmolを気体に 気体1molを液体に HO(1)→H20(g) SH=44k H2O(g)→Hzoco 4H=-44K 結合エネルギー 単位時間、単位体積あたりに進行する物質量 A+2B →3Cの反応速度は、 V = d[A]. I d[B] [d[c] dt 2d 3dt ある共有結合/mlを開裂させるのに必要な エネルギー、元々物質は気体のみ 反応速度の要因 化学反応は粒子が衝突 ・解離エネルギー M XH ある気体分子/molを個々の原子に分解する のに必要なエネルギー → 結合エネルギーの合計 ・格子エネルギー (その際に活性化以上のエネルギをもつ →反応物の濃度温度触媒ことで起こる 濃度→衝突頻度不 ・温度 分子のE①、衝突頻度不 ・触媒業→活性化目が下がるので超えやすくなる。 あるイオン結晶(molを気体状態のインまでに、 分解するのに必要なエネルギー NaCl(s)(vat(g)+cl(g)△H=780FJ. イオン化エネルギー " 1つの電子を取り除いて陽イオンにするために必要なエネルギー 電気親和力 触媒 原子が電子を取り込んで陰仂こになるときに進出するコネルギー 化学反応において、それ自身は変化しないが 反応速度を変化させる物質 化学反応 政の活性化エネルギー 当反応熱平衡は変化しない←吸応道反応もはやくなる 6 遷移状態 逆反応の活性化 反応物E,I, ↑E26 エネルギー反応の要素 Ja反応熱生物 化学反応は活性化エネルギーと呼ばれるある一定の 値を超えた、エネルギーを持つ分が衝突し、 遷移状態を経ることで起こる Q=Fューである。 ・素反応:1階のみで進む反応 ・2段階反応:複数の素反応の組み合わせからなる反応 多段階反応を構成する素反応のうち、 最も反応速度が遅い教応を律速段階という、 (律速段階の反応速度を全体の反応速度と みたすことがよくある)
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No. Dale 反応速度式 濃度と速度の関係式 aA+bB+CC+xx+y+zz+.. が素反応であるとき、その反応速度は、 V=KIA][B][・・・と表せる ※素反応でないときは、成り立たない。 反応速度定数 上式のを反応速度定数という単位に逆算 kは反応の種類と温度」のみに依存 放射性炭素年代測定 ポイント MCの天然存在比率は時代・場所によらず一定 ・化石の中では、半減期約5730年で減少 ・比率を比べれば年代測定ができる。 平衡状態 化学平衡とは、可逆反応において、 政反応と逆反応の反応速度が等しくなり、 見かけ上反応が停止したように見える状態のこと =21Tを上げれば上げるほど大きくなる。平衡定数 アレニウスの式 半減期 E k=AR/A頻度・気体定数 活性化 a A + b b + c C = x X + y + z Z この反応が平衡状態にあるとき、 の値は、 [×][][zz TABICI 温度が一定ならば他の条件によらず一定 この法則を化学平衡の法則といい、Kを濃度)平衡定数という ※応じゃなくてもok! 温度 反応の次数が一次である反応を一次反応という ex. SN205~12N2O4+02 A→B 圧平衡定数 (at bic)-(xyz) v=KIN.05] d[A] V=KIA] - B. V = - DZA] KIA] .: K[^]= d[A] - dt ZAJdZAJ = - kolt 両辺積分して、 No.t.T SEAjd[A] = -k SdA. N+ No (+) = or Nt log[A]シートttc. [A] = [e9ext. =[A]oe TAJOCHA CAJO (初濃度) 10のとき [A] A.B.CX、Y、Zが気体なら、 PA = NART = TAJRI (Mod/L) RT K₂ wine. Kee Px Py P₂² (a+b+c)-(x+y+z) "(RT)" PC! K=KPCRU kpを圧平衡定数という。 \(atbtc)(x+y+z)
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平衡定数の温度変化 kは温度依存 例として、HatIコニストは No. Date 平衡状態による導出 ルシャトリエの原理に化学平衡の法則の1つの現れ、 N2042ND2-57.26J 正:V=Ki[H][I]、逆:リニkTHエプ 2 IND.] kz 平衡状態のとき、フ=フェ [104] したがってK,[H][]=kIHIコ 2 K₂ CHII KL 2 [H][Ⅰ] 2 kik2は温度依存→kも温度依存 KiAreiko:Aveとすると、 kok, Areik 2 Ae ks Abek"Ae k2 & Aer 平衡定数は、温度が一定ならば一定 発熱反応(Q20)なら温度の単調減少関数 吸熱反応(Q<o)なら、温度の単調増加関数 ある平衡状態の湿度または濃度を外部から、 変化させると、正反応・逆反応のバランスが崩れ、 どちらかが優勢に進むようになる。 ルシャトリエの原理 ' [102] 平衡状態以外でもTVを求めることはできる。 この分数を反応という反応商いかなる値もとれる。 その中でも、平衡状態の反応商は、湿度が一定ならば 必ず一定の値をとり、この一定値を平衡定数とよぶ ・胸質の添加 INO.]ck. 204740234. [104] →NOを増やし、Nacを減らせばとになる→右 加圧圧縮 半分に圧縮したとき、ルシャ+総濃度を下げる方向に→左 平衡定数→USON] ios2=2k→左 温度変化…反応商は変わらないが変化 k=Ae、Q20のとき、 ♪Tを上げると、Kは小さくなる→反応をれさくするために (下を下げると、Kは大きくなる→反応を大きくするために昼 ※注意点 どちらの方がを教えてくれるのが、ルシャドの原理 ・平衡を支配する要因に体積は合わない濃度に帰着して考える。 ルシャトリエの原理 ある平衡状態に達して、 外から、濃度または温度を変化させると その変化を緩和する方向に平衡は移動する。 ・緩和されるだけで行き過ぎることはない(元には戻らない)。 " 液体・国体のモル濃度は、 ※系全体→その物質が自由に動き回れる体積である。 液体固体の密度は一定→モル濃度は物質量によらず一定 増やしても 午後は移動しない(黒鉛 CO2(気)2200(気) 外部変化に対して、「濃度の積商=平衡関数」・濃度変化を作らない圧力変化は平衡の要因とはならない。 という状態を保つために平衡が移動する。 ex. ・左この物質の濃度をすると、平衡に左に移動 ・温度をくすると、平衡は (発熱 (反応に関与しない物質に平衡を移動させない) ※体積一定から濃度不変、圧力一定なら体①→濃度 ・反応の方に平衡が右に動反応速度上がる。 最終的生量 温度 天体吸熱
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No. Date 酸塩基反応 水のイオン 2H2OH3O++OF(電離) (F60H++OH) 平衡定数 [H][OH] k= [H2O]←定数と見なせる kw=k[HD] とすると、 kw = [H][ON] ↑湿度が一定ならば一定 Kwを水の体積という。 温度25℃ではKw=1.00×10-141113 ↓ ブレンステットの定義 化学反応において他の物質にHT(プロトン)を 相対的に与える物質が酸、受け取る物質が優 ACD+H2O→H30++CL 酸塩基 酸・塩基の強弱と価数 by アレニウス・ ・価数 酸塩基1化学式あたり、いくつのがやOHを 電できるか表したもの ・酸・塩基の強弱 「強い」酸・塩基 →電離した後の方が安定 HCl 「話し」酸・塩基→電離する前の方が安定C18000- 水溶液にした時に、溶かした金のうち、 電離する分子を電離度といひ、 液性 中性 酸性 塩基性 [H]>[OH] [H]=[OH][A]<[OFF] 25°C latin pit+pott-14 *pH=-log [H+] [H]>10-7 [H]=107 TH]<107 PH<7 pH=7 pH>7 ◎温度上げるとKw上がる。 弱酸・弱塩基・・・水溶液中で〆くし 吸熱 H++OHH2O 電離度をのとしたとき、 強酸・強塩基・・・水溶液中でd=1 アレニウスの定義 水溶液中でHを電離する物質が酸 ofiを電離する物質が塩基 er. HCD-H+ce.NaOH→Na+OF Mtistt HaDNHq+OF <課題> → ・空気中でNHとHCDが反応する時に中和ではない? ・固体のNOHが空気中のCO2と反応するときは? ・水に溶解しない塩基 Corte(OfD))に基ではない? ↓ 酸の強弱と電離定数 byブレンステッド ・相対的な強弱しか考えられない→H2Oを基準にする。 ・酸HAがHOにHを支えるの係数は、次の平衡 HA+H2OZA+H30 + がどの程度右に傾いているかで表現できる。 TAJTH k2 [A-][H] → kaz THATCH03定 CHAJ ・塩基も同様に、 酸HAの電離定数という。 A+ H2O HA+OH k= THA][ON] [A][H0] THA]LOUT → 2 [A] 一定 塩基の電離定数という。
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No. Date _SA-10酸HAの共役塩基である → [HAR塩基の共役酸である。 共役の酸・塩基 HAZHA A+HZHA. ・弱塩基反応 塩基の強さがBAならばHA+B→A+HB 酸 塩塩基 酸 酸HAと塩基Aは互いに共役な関係にある。 つまり強塩基+弱塩基のイオン→弱塩基+強塩基のイオン この反応は不可逆的に進行する 加水分解反応 「弱酸」 この塩の水に溶かすと、電離して生じるイオンが 2 THAJ kb= THAITOH] TAJ (弱塩基 弱酸 気の (弱塩基 この分子に少しだけ戻り、その命 JOF2 が起こり、水溶液が [弱塩基性」 こと 1HT 弱酸性 強さとしては kasIATIIH] kako = [H][OH]:Kw=一定 ka-kiは反比例する。 中和反応 「酸が強いほど塩基は弱い (塩基が強いほど酸は弱い 酸由来の卵を塩基由来のOKが反応して。 H2Oになる反応を中和反応という。 ・中和反応で1日以外に生成するイオン性物質を 塩という。 弱酸・弱塩基遊離反応 ・弱酸遊離反応 HClをCHsCoo Naを混合 HCl 100% H++cl 100% CH3 Coo Nao CH3COO+Nat CHsCoofl1弱酸なのでCH3COOH のほうが安定 12 HCl+cf3c0oNa→oflscootl+Nacl. 強酸 弱酸の塩 弱酸 強酸の塩 酸の強さがHA>HBのときHATB→A+HB つまり強酸+弱酸の塩 弱酸+強酸の塩 → ・酢酸ナトリウム水溶液の液性 → CH3 CooNact:Coo++Nat CH3COOH CH3 Coo+H+ 水と反応して、 CH3COO+H2O2CH3COOH+Ofl ⇒弱塩基性 この反応を塩の加水分解反応という ・塩化アンモニウム水溶液の液性 NH4+H20= NH3+ H₂ot. →弱酸性 まとめ. 強酸+強塩基からなる塩の液性→中性 強酸+弱塩基からなる塩の液性弱酸性 弱酸+強塩基からなる塩の液性→弱塩基性 この反応は不可逆的に進行する。
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No. Date 中和滴定 0 ホールピペット 0 V 濃度既知 (mol/L)の 247 Naotlag ビュレット [ビーカ -T₂-TIL 正確な体積を測る器具、用途としては メスフラスコで調整した液体の一部を 正確な濃度のまま、体積でとり出すことができる。 72 中御使われ 器具の洗い方> ・物質量が大事→水洗い ・濃度が大事 共洗い ムこの場合。 器具が水で濡れている場合 ビュレットと使用する溶液ですすぐこと、 ホフレピペット(液液で濡れている状態にする) ・中和点 ☆中和点 濃度未のHCl Vol.opH=7のことではない 指示薬 (酸から放出されるHamol)=(塩基から放出されるOfamol) 赤色 10.0 8.3. フェノールフタレイン 中和点を求める式 7:0 外側 黄色 x CAX xx=CBX- 4.4 1000 1000 メチルオレンジ 3.1 濃度CAmol/L、体積xmL.価数× 中和滴定の実験 ・ビュレット・中和点までの滴量をみる。 コニカルビーカー 混ぜるとオレンジ 赤色 強酸+強塩基 中性どちらでも 強酸+弱塩基 弱酸性 メチルオレンジ 酸+強塩基 野塩基性フェノールフタレイン」 滴下先ホールピペットでメスフラスコから 塩の液性 はかり取った液体をここへ加える。 ・ メスフラスコ 正確な体を測る器具、正確な 質量の溶質を溶かした、少量の 溶液を入れ、水を標線まで加えることで、 硫酸の塩 Na2SO4 21+So- → 陽イオンが加水分解を起こさないなら中性 ・MHSO4→No++HSOHSO-02 陽イオンが加水分解を起こさないなら酸性・安定 正確な体積の溶液を調整できる。 ( ( 4
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No. Date a 炭酸の塩 ・Na2CO3…(強塩基性 Na2CO32Na+C03- 2- Co32+H2O→HCO3+QEL ・NaHCos・・・・弱塩基性 二段階滴定 悪型 NaOHとNa、CO2の混合物を滴定 NaOHの性質 . 潮解性をもつので、放っておくと、NaOHagに NaHCO3 Na+H003 100% ③電離: H.coZH+CD3- [HO] 120 H-C031C03 PH "C03 2 book. HCO3 + H₂ DE H₂CD3 + OH HCO3 ①不均化反応:2Hc03H2Costco H2O あり酸の塩 ・No.3 POo… (強)塩基性 1 NasPO4 3Nat+PO43- PO3+H=O→HPO4+OH ・Na」 Hipo4.弱塩基性 NaHCO3と同じ ・NaH2PO4…弱酸性 ← No.H2PO4Na+H_PO ③加水分解:H2PO4+H2ozHsPaxtot OH 塩基 ② H.P HPO+ICHIP mk Poi . NaOfIが空気中のCO2と反応してNa2CO3に ①Na_CDs+HCl Mcl+MDHC03 NaOH+HCD→NaOH+H2O ②NaHCO3+HCl. →Macht HO+CO2 ② ・指示薬は、 ①はNaHCO3が弱塩基 フェノールフタレイン ②はCO2が酸性 メチルオレンジ ◎②の反応は①の反応が終わらないと始まらない!! ・H2CO3+COg →2HCO3- Ho 電離 H3PO4 H₂Ox 逆滴定 H₂Por HP = HP/加水100 H2SO4 MH3 残った駿 H₂O OH 一度過剰量の酸に溶かして中和こで、残った酸を滴定する。 間違いやすい ①不均化反応:2HaPaHs Pox+FiPa 塩の名前 NH3 のmolを知りたいとき、 MH3揮発性なので、正確に測るのが難しい ・酸性塩…「多価の顔が途中まで電離して出来る陰イオン」 緩衝溶液 と「何らかの陽休み」が結合してできる塩 ex. NaHISO Nat Co3, No.H PO4. ・正塩(中性塩)・・・酸・塩基どちらも完全に電離してできる。 イオン同士が結合してできる塩 ex. CH3 CooMaNa2CO3 ・塩基性塩・「多価の塩基が途中まで電離して出来る陽イオン」 と「何らかの陰イオン」が結合してできる塩 少量の酸・塩基を加えてものがほとんど変わらない溶液 弱とその弱の塩の混合水溶液が緩衝溶液 CH3COOHとCH3COONa. CH3COON 00's CH3C00 + Na CH3 Coo F CH3COO+F いるからほとんど電離しない OHを加えると、CH3COOH+OHCH3000+H2O- H+を加えるとCH3COO+H+弱酸→CH3COOF
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No. Date 酸塩基反応 【確認問題】〈滴定曲線上のpHの求め方〉 次の滴定曲線は,ある濃度の酢酸50mLを0.10mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液で滴定したときの滴定曲線 である。 この滴定に関して, 以下の問いに小数第2位を四捨五入することによって小数点第1位まで答えよ。 ただし、酢酸の電離定数は Ka = 2.0 × 10-5 mol/L, 水のイオン積は Kw = 1.0 × 10-14 (mol/L)2 とし, log10 2 0.30, log103= 0.48, log10 7 = 0.85 とする。 pH P. 0 50 100 R S 150 0.1 [mol/L]NaOH水溶液の滴下量 [mL] (1)この酢酸水溶液のモル濃度を求めよ。 (2) 滴定開始前の酢酸水溶液 (点P) のpHを求めよ。 (3)NaOH を100mL 滴下した点R における pH を求めよ。 (4)NaOH を150mL 滴下した点SにおけるpH を求めよ。 (5)NaOH を 50mL滴下した点 Q における pH を求めよ。 (6)NaOH を 60mL滴下した点におけるpHを求めよ。 酸塩基問題の鉄則 ② CH3Cootl=2CH3000-+H+ • まず起こりやすい反応(中和・弱酸弱反応など) は具体的値を用いて100%進行させる 前 0:20 0 0 DC x その後に起こりにくい反応電離、加水分解など) を考えていく、 後 0.20-x X x Twol/L] [CHS cook] > 0.20-x, IcH3000]=[HT]=x ③ka x2 kaz 2,0x105 (1) 100 0.10x 2 3x1 = xx50x1 [CH3COOF] 0120-x 1000 x=0.20 0.20>xと仮定すると、 x² • 2 0.20 (2)点P(電離) 弱酸の分の所計算 ①電離の反応量を設定する ②電離の変化量の表をかく ②電離定数kaに名物質の濃度を代入 →[HF]、OHを求める 2.0×10-5 -31 1. X² 2.0×10-3 (CCO.20) pH = -logio (2,00 10-³) = 3 - log 02 - 217μ
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No. Date (3)点R(中和点)…中和→加水分解を考える。 ・中和点でのか計算 ①加水分解する前の弱酸イオンバの濃度を求める。 ②加水分解が起こる変化量(濃度)をxとおきく 平衡状態における各物質の濃度をみの式で表す。 Kw=[H+]TON]にも注意 ③電離定数の定義式に代入して、[HPpHを求める。 [①] c20.20x 50 mol/L 150 = 15 modh 2 CH3C00+A2OCH3COOH+OH 1点Q(緩衝溶液) ・緩衝溶液の計算 ①中和後の微妙な電離、加水分解は無視して、 中和面の[HA]と[A]の量の比を求める。 ②上で求めた比をkoの定義式に代入して[門を計算 ①加えた酸と塩基のmolは、 50- CH3C80N:0.20X1000=1.0×10-2[mol] 50 Naot:0.1ox 5.0×10 [mol] 0.10x1000 2 • C3COOH+OH CH3COO+H2O. C y 前 10 5 0 0 0 -5 -5 +5 +4 ty 後 ⑤ 0 ⑤ [Mono]] y y [and/i] ・緩衝溶液 [CH= COO"] = c-y [CH3COOH] = [OH] = y. [CHsco][H](c)2 3. Ka = [CM coo] [+] (c²-4) (-1) 2 Ka = [ct=coo] [H"] = "14"] ②kaz [atlscoot] [CH3COOH] geedと仮定すると、 y yz pH= -logioka = 417, K Kaz kw ckw .. ye (cc) 161点Q近候 (4) 点 SH= 8,8, CH3COON: 0,20x 1500 = 1,0 x 10-2 Twol] 2 NaOH: 0.10×=6.0×103[mol] CH3COOH TOM CH3C00¯¯ + H₂O. 50 7 ・中和点以後の計算 Ⓒ [ott"]= (加えた[OH]の総ワー(初めのCHsConti Inol (点Sにおける溶液の体積)[L] ②kw=[H][OFF]によって[A]を検算 [OFF]= 0.10X0-15×1-0,2000.05x1 0.050-15 0.015-0.01 0.005 0.2 012 1. pH=12.4 ◎緩衝溶液と見なせるものは、 ②ka [HA]:[A]=1:10~10:1くらい [CH3000] [MT] pH= - PH [CH300081] - logoo sta²= = 4.9 前10 6 0 3-6 -6 +6. 後 0 ①. [x 10' mod]
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No. Date 電雛平衡アプローチ~酸塩基反応 ~ ①変化量をひとおく。 M ・変化量を文字でおいてIH」が求まるとき、 ②最終的に成立する式を連立 …H+の発生源や消費源が複数あり、 (①では[HT]が求まらないとき、 1.電離定数2.物質量保存、電気的性 多価の弱酸水溶液 ※2個の弱酸の H2Cos, H. Sなどは、2段階で電離する。 H2CO3H++HCO32H+C03 H.SEH + HS =24-752- 第一段階のみを考慮して1倍と同様に Hが与えられた。H制御下での電離 酸性塩の計算 ◎電離を加水分解が起こるのに。 片方だけ考えてkに代入するのはNG! ↑平衡状態のものしか入れられない 正しくは、 ・MCO+H2OZ003+H30+ ・加水分解:HCD+H2OZHCO3+OF ・不均化反応・HCDs+H2OH_00g+Co.3 起こりにくい中で一番起こりやすい不均化反応だけを K= EHCR) 考える D (axk₂ = [HT]² - [H+] = √KK₂ 溶解度積 → 難溶性の塩もわずかに溶解する AgCD (s) + ag = Agtap + claq 化学平衡の法則より、 ①ではなく②で解くことが多い。 ko 平衡定数の定義式と物質量保存を連立.. 炭酸化合物同士の反応 Na2CO30gにCDを吸収させる. CO3+H2C032HCO3 2.0 1.0 +2.0 70 70 1.0 Kas ICO] [H] 2100] 2,0 TAS] Tel] Thgcoco←一定 ksp=[Ag+][CX]←これも一定 20 kspを溶解度積という AmBnならksp-Tale Pape kspによる沈殿生判定 • [A^ JM [B & -]" <kspaz², 沈殿は生じず、変化は起こらない ・IAIIBゴ=Kspのとき、 ちょうど飽和 これより仕えると沈殿する • [AP+ ] [B2]" > ksp akz. 沈殿が生じ始め、TAMIIBゴン となったときに溶解平衡に達する
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No. Date 酸化還元反応 (定義 . 酸素による定義 2Cu+02→2Cm0Jcvがもった酸化された。 Cut ↑+10がCuを酸化した ku Cuottle Cutto CuOがHzに還元された。 I 水素による定義 5-0 HzがCDを還元した。 酸化数 「電子をどのくらい与えたか、受け取ったか」 [原子の状態を基準にして、原子がどのぐらい 電子が奪われているか、与えられているかを示す値 +は略さない。〇は符号なし 硫酸銅(Ⅱ)五水和物←ローマ数字 2H2S+022420+2SSH2SがO2に酸化された。酸化数の決定 HO2HSを酸化した。 ・なわばり切めー N」がHに還元された。 ①電子式を書く IHHがNoを還元した。 ②電子対を原子間で奪い合う ・電子による CutCl2→CuCl=N2がHに還元された。 Je 電気陰性度の大きい方のもの、引き分けなら半方コ ③なわばりが決まったら、その価電子を比較して、 酸化数を決める。 けがN2を還元した。 還元する DHの授受、一般化してビの授受として、 得られる反応を酸化還元反応という 07 HE 相手を酸化する 相手に与える相手が奪う相手から奪う う eを ex. ctho に与える.. に与える H 酸化数による定義 H:+1 酸化数が増加=酸化された、 減少=還元された。 酸化剤・還元剤 酸化剤とは、相手を酸化し、自身は還元される物質 還元剤とは、相手を還元し、自身に酸化される物質 Cove 酸化剤 還元剤 H: C: O:H 90:-2 H 便宜上の計算方法 ①単体中の原子な C:-2 ②化合物中のHは原則 010-2 ③単原子イオンの酸化数はそのインの重荷に等しい。 ④.O.H以外は「酸化数の総和に全体の電荷 を利用して求める. <例外>H2OのOの酸化数は-1 MHのHの酸化数は
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No. Date 半反応式 酸化剤をうばう 1還元剤がどを与える 反応のこと。 反応式はこれらを一つにまとめると得られる 叛反応式の書き方 ①反応前・反応後の化学式を書く. ②H2Oを用いて.0の数をそろえる ③HTを用いて、Hの数をそろえる ◎半反応式の覚え方 ①頭H&No O2 ・熱濃硫酸 AS04S02 →ただの硫酸は酸化力のただの酸 ・濃硝酸 NO3→NO2 (希硝酸、NO3 ・シュウ酸 NO AC204 2C02 (Cool)2 ・硫化水素 Si→ふ 02 ④eを用いて電荷をそろえる ⑤液性条件を合わせる ・過酸化標150= 02 還元 ex. 過マンガン酸イオン(酸性条件下)の半反応式 H2O 酸化 ・過マンガン酸イオン MnOu MmQ黒裏切り →+4H20 ⑤1 #2 H²² √ OF THE GOFF Mi+酸性 ②NoHa Yes O2 酸性条件下 ミクロム酸イオン Cr02→2Cr 白桃 み「さ」 ※平衡 Cror()+H2O200円(黄)+2H SQ2→S 二酸化硫黄 ・酸素 1021. →H2O ・オゾン 03 1 02+H2O 酸性 0 × 0 X • 中性 X X →OHを両辺に足す。 反応式の書き方 ①reの反応式を書く ③電子を飛ばす。 ②eが消えるように、迦々に定数倍して 足し合わせる→反応式 金 「オッさんが 02」 f・ナトリウム NaNa+ 3+ ・鉄(Ⅲ)イオン Fit Fest ・ヨウ化物イオンZII2 ・塩素 ※その他 03_1 ③各イオンが何由来が考えて再に加え、 くっつける 化学反応式 → ex. 希硝酸と銅 HND2+3+30 NO+2H20×2 +2 Cu →ca+ +2e t 3Cu+2HNO3+6H3C++2No+4420 ③ 6N03 3Cut8HNO33cm (NO3)2+2NO+4450 Cl₂- 201 ・チオ硫酸イオン 28208→ S40% 1 二酸化硫黄 502 (S) →S406 SO- 「その業阻止」
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酸化還元反応 価数:2が1化学式あたりにやりとりするもの個数 ex. ②S203→S405 +2 当量点において、 1/2/21 価 (Renmol)×1価数)=(awol)×(価数) 食指示薬 ReとしてMnO4を用いる ・MuOGを滴下するとき赤紫色が消えなくなる MuO4(赤紫色)+8H++5e ・MnOGに滴下するとき:赤紫色が消える。 No. Date →M²(赤色)+4H20 ヨウ素デンプン反応 Iが存在すれば青紫色を示し、存在しなければ無色 ヨウ素(T2):黒紫色の固体RT2+2e2I → 無色のイオンIIztle- → II→73(褐色) ヨウ素 ヨウ化カリウム水溶液(ヨウ素溶液) イオン化傾向と金属の反応性 ・金属単体が水溶液中で電子を放出して、陽イオンになろうとする傾向のことをつ化傾向という ・言い換えれば、電子の出しやすさ、つまり、還元力の強さ、 の順番 Li>K>ca>Na>Mg>A/>zn>ρe>Ni>Su>Pb>(H)> Cu>Hg>Ag>Pe>Au 利子つけて貸そうかなまああてにすんなひどすぎる借金 K 酸との 反応 Zn Ca Na Mg Al Fe Ni Sn 希酸に溶けて水素発生 Pb H2 Cu Hg Ag Pt Au 酸化力のある 酸に溶解 王水に のみ溶解 E ※熱水と反応し 水との 反応 空気中 での反応 自然界 冷水と反応 して水素発生 速やかに内 ※ 高温水蒸気と 反応し水素発生 反応しない 部まで酸化 常温で徐々に酸化され, 表面に酸化被膜が生じる 酸化されない 化合物の状態で産出 での産出 化合物または 単体で産出 単体 のみ 酸化物 の還元 電気分解でのみ C や CO で還元可能 加熱で還元可能 還元可能
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No. Date 金属と酸の反応 鑢と水との反応 H2よりもイオン化傾向大→通常の酸に水を発生 液体の水との反応 ex.2Al+6Hcl-2A1cl2+3Hz 注意 Pbは例外:H2よりイオン化傾向大きいが、 PbSoy、PbC2は共に水に不溶 ・Li・K・Ca・Naは常温でも水と激しく反応に水素を発生する 24+2H2O→OKOH+H2 不 X2Na+2402NaOH+H 不 反応開始後直ちに、不溶性の塩で Pbの表面が覆われ反応が停止する →>> pb+2Hcl→pbcl. W+H2 Pb+HzSoy Pbsoy+H2 ※Pb (NO3)21可溶 →希硝酸は問題なく反応する。 酸化中の酸との反応 CuHg Agは酸化力のある酸にな溶解する。 Cat2H2O→Cacotl2+H27 ・Mgに熱水とならば徐々に反応する Mg+2Ho Mg(OH)2+H21 △高温水蒸気との反応 AR-ZnFreは高温の水蒸気と反応して、 酸化物を生じ、水素を発生させる。 2AD+3H20 Al2O2+3H27 zn+H2O→znQ+3H2 1 3Fe+4H2O→204+42 1 イオン化傾向をイオン化の違い。 イオン化エネルギー →H以外の部分がとして働ける質 (熱濃硫酸・稲硝酸・濃硝酸 化学反応式の立て方に前ページを参照 ◎銅の反応は覚えるとよい。 硫:Cu+2H2SO4→CuSO4+SO2+2H2O 希硝:3Cu+8HN03→2N0+3Cu(NQ)2+4+20 濃硝:Cu+4HN→Cu(No)2+2N2+2H2O イオン化傾向:鑢単体の水和イオンへのなりやすさ、 気体状態の原子を気体状態の陽イオンにするために、 必要エネルギー Micg1+agte 王との反応 Jasas Pe・An酸化力のある酸で溶解しないが、 五水を用いれば溶解させることができる。 ホロエンタルピー Meritag 酸化力めっちゃ強い Morte 濃硝酸と濃塩酸を体積比)にろで混合して 得られる液体のこと 13円 Mess-taq マンが小さいほど イオン化傾向因
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No. Date 電池と電気分解 電池 電池をは、負極、正極、電解液からなり、 eが債権から正極へを流れることで起電力を発生させるもの。 自発的に酸化還元反応が起こっている 酸化還元で得られる化学エネルギーを電気エネルギー として取り出す装置。 Ane 還元剤 電極:電解液に浸した金 酸化剤 正:ビが流れ込んでくるの電極の還元される ・食が流れ出る方の電極酸化される ダニエル電池 電解液:C.Soog zusoyag Zul Ku 電池式:Gzoogle|CD :Z→Z+20 zusosogausty 正:c+2e an (素焼き板全体:Zntcat-za+cu 特徴:ボルダの改良 ver. (H2を発生しない) 躊焼き板 混合すると、導線を介さずに反応が起こるため、熱エネルギー として失われる(自己放電という)。ガラス板で仕切ったら インが完全に行き来できないため、関回路が形成され、 電池として働くことができない。よって、電気的に引きつけ られているイオンに限って透過させる素焼き板を用いる ・充電能な電池を二次電池、不可能な電池を一つ電という代用:塩橋 ボルダ電池 KCDなどをゼラチングに VCR ekt 固めたもの 電解液:H2SO4ag Zu Cu 正 電池式:zultsoyoglut 餔液:zuzut+2e 鉛蓄電池 電解液希硫酸 H2SO4 正解:2H+2H2 → 電池式:pb/lHzsoPb02 全体反応:Zu+2 ++H → 負担:Pb+804-0680g+ze 特徴:飯電が始まってしばらくすると、起電力が下がる H.50% 150x 正:Pb02t4ff+SO2+2e PbsO4+2H20 一次電池である(極に得るもの ✓ (正が生じるが原因? 全体:Pb+Pbo+2H2SO4→20650x+220 特徴:二次電池 H202,K2Cm07などのeを加えて解決できる。 正極活物質:「極板そのもの」ではないが、 定換で還元されている物質」のことで ここではH+のことを指す。 ◎充電時 ・外部電源の正極を鉛蓄電池の正極に、 外部電源の費極を鉛蓄電池の負極につなげる。 (食極:Pbsoatze PP+SO² → <正:PbSO+2H2O→P602+4+S0²+20 (全体:2pbox+21120-Pb+PbO2+2H2504
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No Date 燃料電池 H2 H2 特徴:水素が燃焼して水が生じる反応の生熱を 電気エネルギーとして得る。生物が水なので、 クリーンである。 ▷酸型燃料電池 ガス室 負極 リン酸水溶液 ガス室 |正極 マンガン電池 特徴:日常的に最もよく用いられている乾電池 電解液:Tzmcl2 @Mad 1 電池式:Zal NHClos quel (Mnos + POINT ・正において、Muo2が酸化剤として反応 ・貧極において、zuが還元剤として反応 ニッケルカドミウム電池 (ニッカド電池) cal KOHaglNiocol)+ H+ →02 カドミウム 有害er.イタイイタイ病 H2O O2+H2O 電極 ニッケル水素電池 雪解液:H3PO4.09, 電池式: Hotspoung102 負極:H2→2F++ 正:02+4+40 241=0 全体:2HotO2→2H2O ☆塩型燃料電池 電解液: KOHO!) 電池式:H1kotal0.④ 負極:H2+204→250+20 正:02+240+40→40 濃淡電池 銀技を硝酸銀水溶液に浸しておくと、 Agtag=Aotateの平衡に達する OHE 加える これを用いて負極:da Aote Agtを増やす 17: Agre+Ag Agtを減らす が起こる。 ニッカド電池の代替品 MIKOHael NiOCOF) 一水素吸蔵合金(鎌給のすき間に水業をする合金) MFが水を搭載した状態 リチウム電池 コイン型のボタン電池、一次電池である。 ok: Li-Lite ※リチウムの単体にアル加錆だから、 水と激しく反応する。そのため、 電解液として、水溶液を用いず、 有機溶媒やポリマーを用いる。 起電力は濃度の差によるものだから、両電解液の濃度が等しくなると、起電力が失われる。
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リチウムイオン電池 No. Date 近年,スマートフォンやタブレット端末, デジタルカメラなどの携帯機器, EV(電気自動車) など, 社会で急速に 普及したのが二次電池であるリチウムイオン電池 (Lithium-Ion Battery, LIB) である。 電解液 : 有機溶媒 正極反応 (充電): LiCoO2→Li(1 -エ) CoO2+xLi+ + we (ただし0<x< 1) 負極反応 (充電): C + æLi+ + ze → LizC 負極 黒鉛 正極 LiCoO2 IMPA 充電前 LiCoO2 はイオン結晶 電子が流れると Li+ が負極に動く 負極 正極 Li+ 外部電源と繋いで ・Li+ 充電 Lix C 充電時 Li (1) CoO2 黒鉛の層に入り込んでも Li+ のまま存在 Li+として存在 : 正極反応 (放電) Li(1-2) CoO2+zLi+ + æe → 負極反応 (放電) : LizC → C + æLi+ + re LiCoO2 (ただし0<x<1) 電子が流れると 負極 Li+ が正極に動く e 正極 ・Li+ LinC 放電時 Li (1-2) CoO2 放電時も Li+ のまま存在 特徴:起電力が約3.7V と非常に大きい。 単位体積あたり単位重量あたりの放電容量が大きい。 負極に金属 Li を用いない。 2019年には, リチウムイオン電池を発明・実用化した業績により, John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham, 吉野彰の3名の科学者がノーベル化学賞を受賞した。
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No. Date 局部電池 導線を通じずにeとが 電気分解 外からの流れをつくり、 やりとりするモデルのこと、Cer素焼きするなしのダニエル電化) トタンをブリキー 自然には起こりえない酸化還元反応を起こしている。 外部電池 トタン:Feにそれをメッキしたものex.トタン屋根、 ブリキ:FeにSuをメッキしたものer、バケツ缶詰め イオン化傾向zu>Fe>Suなので... <トタン> 陽極:電池の正につながっていて、 eが流れていく電池 (酸化反応 Zn x ++2e- Pe Zからイオン化するので。 傷ついてFeは保護される →丈夫! <ブリキ> Sn Fe (陰極管電池の負担につながっていて、還元反応 色が流れ込んでくる電池 POINT ・陰極:電解液の陽インが反応(極板はスルー) ACデンフンビの順に還元する イオン化合の逆 ・陽極 ①極板の体化傾向がAgIXE ⇒電極自身が酸化される。 ②Pt.c 電解液中の陰イオンが Ⅰ>Br>Cl>OK>Pの順で酸化される。 酸化されにくいものでおおっている →丈夫!傷がつかないかぎり腐食したとい ※注意 (梅がつきにくいものによく使われる) SOL、M3、POPなどは酸化されにくい。 *2H+25-12 ( 140402+2H2O+4e (液性条件注意)
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丸をつけたところでなぜ負の数になるのか分かりません. Kから°Cに直すのって-273になって0.74ではなくなりますよね 教えてください
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