例)ヨウ化水素が分解すると、水素とヨウ素が生成する。210秒後の各物質の量は表の1,2,3の順で決定していく。1から2は反応式の係数から計算する。過酸化水素H2O2の水溶液に酸化マンガン(IV)MnO2を加えると、過酸化水素が分解して、水と酸素を生じる。いま、過酸化水素の水溶液100mlに酸化マンガン(IV)を加え、一定時間が経過したのち10秒間に発生した酸素の体積を測定すると、その体積は標準状態で56mlあった。(1)この反応を化学反応式で表せ。(2)この10秒間に酸素が発生する速さをmol/s単位で表せ。(3)この10秒間に過酸化水素が分解する速さをmol/ls単位で表せ。水溶液の体積変化はないものとする。(1)酸化マンガン(IV)MnO2は触媒といい反応速度を速めるために(速やかに反応が進行するように)加えてあり、反応そのものには関与していないので、化学反応式にはMnO2は入れない。O2(2)発生した酸素のモル数を計算して、時間(10秒)で割る。[mol/ls]10(3)分解した過酸化水素のモル濃度を求めて、時間(10秒)で割る。(2)より、生成したO2は2.5×10-3molなので、反応式の係数の比より、分解したH2O2は5.0×10-3mol。化学反応が起こるためには、原子,分子,イオンなどの粒子が衝突して、粒子の間で組換えが起こらなければならない。衝突するだけでは反応は起こらない。反応を起こすにはその反応に応じた一定のエネルギーが必要になり、これを活性化エネルギーという。反応物の粒子は、活性化エネルギー以上のエネルギーを得ると、エネルギーの高い状態を経て生成物に変わる。このエネルギーの高い状態を活性化状態という。化学反応は物質を構成している粒子が互いに衝突しなければ起こらない。反応物質の濃度が大きいほど粒子の衝突する頻度が高くなるので、反応速度は大きくなる。2HIの場合、反応速度はH2とI2のモル濃度[H2]と[I2]に比例することが実験により分かっている。これを反応速度式で表すと次のようになる。kは反応速度定数(注)気体の場合、圧力を高くすると、体積が小さくなるので、単位体積中の分子数が増えるため、反応する分子間の衝突する回数が増えるので反応速度は大きくなる。温度が高くなると反応速度は大きくなる。(温度を10°C上げると反応速度は2~3倍になることが多い)<温度を上げると反応速度が大きくなる理由>温度を上げると分子の熱運動が大きくなり、衝突回数が増えることが考えられるが、それだけではない。温度が高くなると分子の運動エネルギーの分布が変わる(高いエネルギーをもつ分子が増加する)。このため、活性化エネルギー以上のエネルギーをもつ分子数が増え、分子が衝突したときに反応が進む割合が大きくなり、反応速度は急激に大きくなる。Cの反応は、ある一定温度で、濃度[A]のみを3倍にすると反応速度は3倍になり、[B]のみを3倍にしたときも反応速度は3倍になった。mol/lの割合で生じた。[B]を用いてCの生成速度vを記せ。(2)AとBの両方の濃度を2倍にすると、反応速度は何倍になるか。(3)速度定数kを求めよ。[B]を初めにそれぞれ5mol/lと4mol/lにすると、Cは毎分何mol/lの割合で生じるか。(5)この反応は10°C上げるごとに3倍速くなる。反応温度を-10°Cから10°Cにすると、反応速度は何倍になるか。(1)「[A]のみを3倍にするとvは3倍、[B]のみを3倍にしたときもvは3倍になる」これを満たす式を考える。2Cで表される気体反応がある。この反応について、次の実験事実が得られた。(1)Aのモル濃度を2倍にするとCの生成速度は4倍になる。(2)Bのモル濃度を2倍にするとCの生成速度は2倍になる。[B]、反応速度定数をkとしてCの生成速度をvを反応速度式で表せ。反応容器を圧縮して全圧を3倍にするとCの生成速度は何倍になるか。(1),(2)の内容を満たす式を考える。☆単に触媒といった場合は正触媒である。触媒は反応物と弱い結合で結合して、不安定な反応中間体をつくり、これから生成物ができるとともに、触媒が再生する。そのため、触媒がないときよりも活性化エネルギーが小さくなるので反応速度は大きくなる。化学反応反応(食物の成分の消化など)や発酵食品の製造(アルコール発酵など)では生体内に存在する特殊なタンパク質が反応の触媒となる。この生体内での反応を触媒するタンパク質を酵素と言う。液体が他の物質を溶かして均一な混合物になる現象を溶解という。酸・塩基と同様、まずは定義をはっきりさせましょう。皆さんが普段見慣れた線形な軸と対数軸の違いを見てみましょう。・・・水溶液中で電離し、水素イオンH+を生成するもの。多くの有機化合物は水に溶けにくく、有機溶媒に溶けやすい。そこで、有機化合物をエーテルやヘキサンなどの有機溶媒に溶かしておく。理系の雑学・豆知識.。