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化学 高校生

化学実験で時計反応を行ったのですが原理が理解できません。あと2枚目の時計反応に触媒(塩酸、水酸化ナトリウム)を加えて反応を見るという実験で3枚目のように塩酸を入れたら反応速度が早くなりました・これは何故ですか?化学反応式で解説してもらえるとよりありがたいです。お願いします!

12 反応速度 (時計反応の濃度編) の実験A 【目的】 溶液の濃度による反応速度の違いについて考える。 LIK10,1€] v=k[KIO3] [NaHSO3] であるから、 [NaHSO] を一定に固定し[KIO3] を 変化させることによってvの変化を測定する。 【原理】 IO3 - はHSO3-と反応してIになる。 IO3 ¯ + 3HSO3 → I ' + 3H' + I-はIO3-と反応してⅠになる。 5I ¯ + 6H + + I2はただちにHSO3と反応して消費される。 I2 + HSO3 + H2O → 2I' + HSO3が無くなると Ⅰ2がたまってくる。 ヨウ素はデンプンと反応して色のついた錯体を形成する。 I2 + デンプン 青色錯体 ( 包接化合物) 【準備】 試薬・・・・0.05 mol/L KIO (ヨウ素酸カリウム) 溶液 【結果】 器具 ・・・・ ビーカー (100mL) 1個 ・試験管 10本 ストップウォッチ 全体用・フィクスアレット (KIO3 NaHSO3 純水) 試験管 KIO3 (aq) A 2mL B C 【操作】 (1) 5本の試験管にKIO 3 (ag)を2・4・6・8・10mL入れこれを試験管A~Eとし、 各試験管に純水を加えて全量を10ml とする。 (2) 別の5本の試験管に NaHSO3 (aq) を 10mL 取る。 (3) 1回目のピーカーは水道水で内壁を洗う (雑巾で拭かない) (4) KIO (aq) の試験管AとNaHSO3 (ag) の試験管の溶液を同時にビーカーに入れ、 液色が 青(紫) 色になり始めるまでの時間を測定する。(混ぜ合わせたときを0秒とする。) (5) 試験管B~Eも同様に行う。 ただしビーカー内の溶液は流しに捨て、 水洗い後拭かずに使用する。 D (1) IO3 → 3I2 + 3H2O E 0.02mol/L NaHSO3 (亜硫酸水素ナトリウム) 溶液 (可溶性デンプン含有) 24mL 6mL 8mL H2O 8mL 46.22 23.39 16.14 12.87 0.078 10ml 20ml 10mL 10.07 0.10 ※溶液の混合は必ずしも「2mL+8mL=10mL」 になるとは限らないが、ここでは成り立つと考える。 体積減少の例:水+エタノール・・・ 水素結合による 体積増加の例: 塩酸+水酸化ナトリウム (aq) ・・・ 静電収縮による 6mL 4 mL NaHSO3 (aq) 2 mL 3SO42- 3H¹ + 10mL 10ml 10mL (律速段階) 10ml SO42- 反応時間 (秒) 反応時間の逆数 (1/秒) 0.022 0.043 0.062

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化学 高校生

b、cにおいて、なぜ(ⅲ)の式から反応する物質量の比を求められるのでしょうか?酸化還元が(1)の反応式の中で起こっていたとしても、(ⅲ)と(1)の式はかなり違うように見えるし酸化還元の式を足し合わせた反応式からモル比を出すのは違和感があります。酸化還元が起こっている反応式の... 続きを読む

Re 35, 138 151. 錯イオンの反応 8分 次の化学反応式 (1)に示すように, シュウ酸イオン C2O42 を配位子として3個もつ鉄(Ⅲ) の錯イオン [Fe(C:O.)] - の水溶液では、光を当てている間,反応が進行し,配位子を2個もつ鉄(II)の錯イオン [Fe(C2O4)2]2- が生成する。 光 2 [Fe(C2O4)3] 3- 2 [Fe(C2O4)2]2- + C2O4² + 2CO2 a この反応で光を一定時間当てたとき,何% の [Fe(C2O4)3] 3- が [Fe(C2O4)2] 2 に変化するかを調べ たいと考えた。そこで,式(1)に従ってCO2 に変化したC2O4の量から,変化した [Fe(C2O4)3] - の 量を求める実験I~ⅢIを行った。この実験に関する問い (a~c)に答えよ。ただし,反応溶液のpH は 実験Ⅰ ~ⅢIにおいて適切に調整されているものとする。 ...(1) 実験 Ⅰ 0.0109 mol の [Fe(C2O4)3] 3 を含む水溶液を透明なガラス容器に入れ, 光を一定時間当てた。 実験Ⅱ 実験Iで光を当てた溶液に、鉄の錯イオン [FC2O4)3]と [Fe(C2O4)2]2- から C2O4²を遊 離(解離)させる試薬を加え, 錯イオン中のC2O² を完全に遊離させた。さらに, Ca²+ を含 む水溶液を加えて, 溶液中に含まれるすべてのC2O4²をシュウ酸カルシウム CaC2O4 の水和 物として完全に沈殿させた。 この後, ろ過によりろ液と沈殿に分離し,さらに, 沈殿を乾燥し て 4.38gのCaC2O4・H2O (式量146) を得た。 実験Ⅲ 実験Ⅱで得られたろ液に, a Fe2+ が含まれていることを確かめる操作を行った。 (a) 実験Ⅲの下線部(a) の操作として最も適当なものを,次の ① ~ ④ のうちから一つ選べ。 ① H2S 水溶液を加える。 サリチル酸水溶液を加える。 ③ K3 [Fe(CN) ] 水溶液を加える。 ④ KSCN 水溶液を加える。 ☆b 1.0mol の [Fe(CO.)]ョーが,式(1)に従って完全に反応するとき,酸化されてCO2になる CO. の物質量は何mol か。 最も適当な数値を、次の①~④のうちから一つ選べ。 ① 0.5 ② 1.0 ③ 1.5 ④2.0 実験Iにおいて、光を当てることにより,溶液中の [Fe(C2O4)3]の何%が [Fe(C2O4)2] - に変 化したか。 最も適当な数値を、次の①~④のうちから一つ選べ。 ① 12 ② 16 ③ 25 ④50 [2021 本試]

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化学 高校生

写真1枚目の左が問題で右が解説なのですが、(1)の(オ)を還元した時に、写真2枚目の部分がエノールに見えるのですがこれってカルボニル化合物になったりしないのですか?

136 第5編 有機物質の性質 239 <エステルの還元による構造決定 ★★★ エステルを加水分解するとカルボン酸とアルコールが得られる。 一方、エステルを 還元的に分解すると,次の反応式で示すようにR-CH OH およびR'−OH の2種類の アルコールが生成する。 ここで、Rおよび R' はアルキル基を表している。 → R-CH OH + R'−OH R-C-O-R O このエステルの還元には水素化アルミニウムリチウム (LiAIH) が試薬として有効に 作用する。 このLiAIH」 はLi+とAIHからなるイオン結合性の物質で、 水素化物イオン H を生成してカルボニル基の炭素原子を攻撃するので、カルボニル化合物の還元な どに広く用いられる。例えば、アルデヒドやカルボン酸は第一級アルコールに,ケト ンは第二級アルコールに還元することができるが、カルボニル基をもたないアルケン やアルキンをアルカンに還元することはできない。 以上のことをもとにして,次の各 問いに答えよ。 (1) 次の化合物(ア) (オ) を LiAIHで還元したとき、同一の生成物を生じる組み合わせ をすべて記号で選べ。 (ア) CH3CH2-CH=CHO (イ)CH3CH2-C-CH3 O (I) CH-CH-CH-C-O-CHS O (ウ) CH3CH2-CHO (オ) CH3-C-O-CH=CH-CH3 分子式がCeHis で、2個のエステル結合を有する化合物Aがある。 A を LiAIH』で 還元したところ,いずれも不斉炭素原子をもたない3種類の化合物 B, C,D が得られ た。 B は分子式がC-HBOで, 酸化するとケトンを生成した。 Cは分子式がC4H10O2の 2価アルコールであった。 一方, Aを酸を触媒として加水分解したところ, 3種類の化合物B, E, F が得られ, そのうちEには1個の不斉炭素原子が含まれていた。 (2) 分子式 CaHiiO2の2価アルコールには全部で何種類の構造異性体が存在するか。 また,そのうち不斉炭素原子をもたない異性体は何種類あるか。 ただし, 2個以上 のヒドロキシ基が同一の炭素原子に結合した化合物 (gem-ジオールという)は不安 定なので、除外して考えるものとする。 (3) 化合物B,E,Fの構造式をそれぞれ記せ。 (4) 化合物Aの構造式を記せ。 (5) 同位体を分子内にもつ水 (H2O) で化合物Aを加水分解したとき, 生成する 化合物B,E,Fのうち"Oを含むものをすべて記号で記せ。 (関西大改) しかし, 本間は化合物 D, F に対しては何種類の立 体異性体が存在するかの可能性を問うているだけで あるから, トランス形の2種類とシス形 (メソ体) の 合計3種類と答えるのが正解である。 参考 239 (1) (ア) (エ), (ウ) (オ) (2) 6種類, (不斉炭素のないもの) 3種類 (3) B E O CH3-CH-CH 3 HC-CH-C-OH CH₂-OH OH 0 CH₁-C-OH (4) F シス付加とトランス付加 100 アルケンに対する臭素付加は、2個のBr原子 が同時にC=C結合に付加するのではなく、2段 階の反応で行われる。すなわち, C=C結合の つくる平面の一方から先に Br* が付加し、その 反対側から少し遅れて Br" が付加する。 このよう.. うな付加をトランス付加といい, アルケンに対 するハロゲン化水素水 硫酸などの付加も同 様に行われることが知られている。 一方、アル ケンに対する水素付加は、白金やニッケルなど の金属触媒を用いる。 このとき, アルケン分子 も水素分子も金属表面に吸着され, 活性錯体を つくることで水素付加が起こる。このとき 2 個のH原子はアルケンのC=C結合のつくる平 面に対して同一方向からのみ付加する。 このよ うな付加をシス付加という。 硬化油の製造な ど, 金属触媒を用いた水素付加はシス付加で行 われることが知られている。 。 11 CH 30 CH.-C-O-CH,-CH-C-O-CH-CH3 解説 (1) 生成物はそれぞれ次の通り。 (ア) C-C-C-C-OH (1-ブタノール) H CH3 (1) C-C-C-C (ウ) C-C-C-OH (1-プロパノール) (エ) C-C-C-C-OH, C-OH (メタノール) (オ) C-C-OH (エタノール) O R-C-O-R' LiAIHA OH (2-ブタノール) H. C-C H&C Co − CH-CH-CHO 転位H (5) EとF R-C-O-R 11 。 R-CH2OH +R-OH すなわち, エステル結合1個につき, H原子が 個増加する (加水分解ではないので、原子は一) Aはエステル結合を2個もつので, B,C,D の分子式 中の原子数の合計は, A の分子式に4×2=8 [個]] H原子を加えたものに等しい。 ... D の分子式: CH1608 +8H-C3H.O (B) _CHO_(C)=CHO C-C-C-OH (1-プロパノール) (2)(3) A を LiAIHで還元的に分解すると,いず れもアルコールが生成する。 R-CH₂OH + R'-OH ..Dはアルコールなので、エタノールと決まる。 また, B (分子式 CHO) を酸化するとケトンを生成 するので、Bは第二級アルコールの2-プロパノール。 C (分子式 CH2O2) は2価のアルコールで、その可 能な構造は,炭素骨格 (i) C-C-C-C (ii) C-C-C をもとにして,題意より同一の炭素原子にOH基が 1個だけ結合したものだけを考えればよい。 (a) (b) (c) (d) C-C-C-C OHOH C-C-C-C OH OH C-C-C-C OH OH (e) C C-C-C LL OHOH ② ① ジエステル→ C-C-C OH OH 構造異性体は全部で6種類。 このうち、不斉炭素 原子をもたないのは (c), (e), (f) の3種類。 Aはジエステルだから、 加水分解の式は次の3種 A+2H2O→B+E+F ジエステル C-C-C-C- OH OH ジカルボン酸+アルコール+アルコー ③ ジエステル→ ヒドロキシ酸+アルコール+カルボン 二価アルコール+カルボン酸+カルボン このうち、Bは第二級アルコールと決まってい ので、③は不適。 また, E, F のうち,不斉炭素 子をもち得るEはC 化合物の方である。 ∴. FはD(エタノール) と同じ炭素数2の化 である。 (i) Fをエタノールとすると, Eはジカルボ となるが, Cのジカルボン酸で不斉炭素原子 つものは存在しない。 (① は不適) .. Fは酢酸であり、 EはCヒドロキシ酸で、 Eを還元して得られるCは不斉炭素原子をもた ce), (f) のいずれか。 よって E えられる構造式は', 'f' この 不斉炭素原子をもつのは、 最後の (f)' である。 (e) C (f) c HỌ-C-C-C-COOH HOOC-C-C HO-C-CO (c)' OH .Eは(f)'と決まり Cは(f) ' を還元し をもつ (f) と決まる。

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化学 高校生

ペプチドCの出し方が分かりません、

2 2種類のアミノ酸 A,Bと3個以下のアミノ酸からなる2種類のペプチド C,D の各水溶液がある。 それぞれ の成分の構造を調べるために以下の8種類の実験を行った。 問1~問7に答えよ。 なお、ここで使用したアミノ酸 とペプチドはタンパク質を構成する α-アミノ酸からなるものとする。 (00 <実験 > *H₂N-¿- (1) 中性付近(pH 5~8) の緩衝液の入った電解槽に各水溶液を加えて電気泳動を行ったところ, ペプチドCは ほとんど移動しなかったのに対し, アミノ酸BとペプチドDは陽極側に、アミノ酸Aは陰極側に移動した。 1134 (2) 各水溶液に水酸化ナトリウム水溶液を加えて塩基性にした後、 硫酸銅(II) 水溶液を加えたところ, ペプチ ドDの水溶液のみ赤紫色を呈した。 (3) 各水溶液に濃硝酸を加えて加熱した後、 水酸化ナトリウム水溶液を加えて塩基性にすると, ペプチド C と ペプチドDの水溶液は橙黄色を呈した。 (4) 各水溶液に水酸化ナトリウムを加えて加熱した後,酢酸鉛(II)水溶液を加えると, ペプチドDの水溶液の み黒色沈殿を生じた。 GH₂017 LS (5) アミノ酸BとペプチドDにエタノールを作用させると, それぞれの分子量より 56.0 だけ大きい物質が生成 し, アミノ酸B 6.51mgを原料として使用したところ, 8.99mg の生成物が得られた。 エステル (6) ペプチドCの元素分析を行った結果, 炭素 61.0%, 水素 6.80%, ' 酸素 20.3%, 窒素 11.9%であった。 C-o-le Hs (7) ペプチドCに希塩酸と亜硝酸ナトリウムを作用させ、 その後に加水分解すると、 生成物の一つとしてヒドロ キシ酸である乳酸が得られた。 (8) 20個のペプチドDを脱水縮合することによって調製した重合体 1.59mgを量り取り 100mLの水溶液を つくった。 その水溶液の浸透圧を測定したところ, 27℃において 5.00 Pa であった。 なお、調製した水溶液 の密度は1.00 g/cm²であった。 @ 問1 下線部①について アミノ酸Aの構造的な特徴を説明せよ。 12 下線部②の反応を何とよぶか。 また, 本反応において赤紫色を呈する理由を 「錯イオン」 または 「錯体」 と いう語句を用いて50字以内で説明せよ。 1 0 問3 下線部③の定性反応において黄橙色を呈するアミノ酸を2つ挙げよ。 問4 アミノ酸BとペプチドCの構造を例にならって記せ。また、根拠も記せ。 なお, 光学異性体については考慮する必要はない。 問5 ペプチド D を構成するアミノ酸の結合順序は不明である。 可能な構造異性 体数はいくつか。 また, 根拠も示せ。 なお, 光学異性体については考慮する必要はない 。 問6 ペプチドDの分子量はいくらか。 計算過程を示し, 有効数字3桁で答えよ。 問7 下線部④について、 水溶液の中に酸やアルコールを加えると沈殿が生じる。 酸やアルコールを加えることに よって沈殿が生じる理由を50字以内で説明せよ。 H-C- 構造式例

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化学 高校生

なぜ緑線のところは0molになるのでしょうか? また、青線のところの「このときの濃度は亜鉛イオンに制限され、Zn(NH3)4^2+ = 0.00005mol/L で、アンモニアの濃度はほぼ変化していないとみなし(近似し)0.05molのままと考えます」というところがわかりま... 続きを読む

「0.2mol/Lのアンモニア溶液500ml」と「0.1mol/Lの硝酸(HNO3)と0.0001mol/L の硝酸亜鉛(Zn (NO3)2)をを含む溶液500ml」を混ぜたとします。 この溶液における錯体([Zn(NH3)4]2+の安定度定数(生成定数)は4×10^9のとき の、Zn2+の濃度を求めましょう。 解答·導出手順 以下の手順に従って計算しましょう。 D2種類の溶液を混ぜるために初期濃度が薄まることに気を付ける 各々の成分の初期濃度を考えていきましょう。 つまり、混ぜようとした瞬間(各反応は起こっていないが体積が増えたとします)で は、アンモニア(NH3)の濃度は溶液中に0.1mol存在し、同様に硝酸は0.05mol存在 し、硝酸亜鉛は0.00005mol含むことになります。 2中和反応が起こる 酸塩基反応である中和反応がおこり内部の濃度の状態が変化していきます。以下のよう な反応です。 NH3 + HNO3 → NH4NO3 において、硝酸の0.05molで制限されるため、中和後の濃 度はアンモニアNH3の濃度は0.05molとなり、HNO3は0mol、NH4NO3は0.05molと なります。 ここで、硝酸亜鉛から生成する亜鉛イオンの濃度(Zn2+]は上の反応とは関係なく、 0.00005molこの時点では含まれます。

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