化学変化。 中学校理科 第1分野/化学変化と原子・分子

危険物乙4の過去問(物理・化学)「物理変化・化学変化」問.6

化学変化

化学反応(かがくはんのう、: chemical reaction)は、化学変化の事、もしくは化学変化が起こる過程の事をいう。 化学変化とは1つ以上のが別の1つ以上の化学物質へと変化する事で 、反応前化学物質を構成する同士が結合されたり、逆に結合が切断されたり、あるいは化学物質の分子からが放出されたり、逆に電子を取り込んだりする。 広義にはがに変化 や原子のあるが別の同位体に変わる変化 、がに変わる変化 p386 等も化学変化という。 化学変化の前後では、化学物質のを構成する原子の結合が変わって別の分子に変化する事はあるが、原子そのものが別のの原子に変わる事はない(ただし原子間の電子の授受や同位体の変化はある)。 この点で原子そのものが別の原子に変化するとは大きく異なる。 化学反応では反応前の化学物質を 反応物 reactant 、反応後の化学物質を 生成物 product といい、その過程は で表記される。 したがって反応物から生成物をつくる化学反応の反応速度がその逆向きの化学反応の反応速度の大小により、反応物と生成物の比が増減し、最終的には反応物と生成物が混在した状態で釣り合う事になる。 この状態を という。 (なお、化学反応の結果最終的に生成物が一切無くなってしまう現象は、生成物が0の状態でが化学平衡したという事である)。 化学反応の変化傾向 [ ] 外部との相互作用を考慮した変化傾向 [ ] 化学変化している系( 反応系)は、一般には外部としながら化学変化していく(例えばを外部に放熱する)。 こうした状況下、次の事実が知られている: 化学変化は 常に、系の S sysと外界のエントロピー S surrを足し合わせた全エントロピー S totalが増大する方向に自発的に進む p393 これはからの当然の帰結である p393。 さらに、 自発的な反応は 常に、反応混合物を平衡状態の方向へと変化させる p385。 よって反応系が外部から孤立している場合には、化学変化の K cと現在の時刻における Q cと比較する事で、反応がどちらの方向に進むかを知ることができる p385。 その他 [ ] この記事はなが全く示されていないか、不十分です。 して記事の信頼性向上にご協力ください。 ( 2011年7月) 化学反応の種類 [ ] 化学反応はの移動にともなって結合の切断と生成が行われる。 化学結合と電子の移動方法に着目して化学反応を分類すると、 ionic reaction 、 free-radical reaction 、 pericyclic reaction に大別される。 あるがもうひとつの化学種と結合をつくる反応について考えると、イオン反応は、一方の化学種から電子対が供与されて新しい結合性軌道が生成する化学反応で、電子求引性や電子供与性など原子間の電荷の偏りにより反応の方向が支配される。 ラジカル反応は、双方の化学種から1電子ずつ電子が供与されて新しい結合性軌道が生成する化学反応である。 ペリ環状反応は、化学種のからへ、環状の遷移状態を経て転化することで2ヶ所以上に新たな結合が生成する化学反応である。 切断は結合の逆反応にあたる。 反応機構や、反応物と生成物の構成の違いで化学反応を考える場合、、、、などに分類される。 、、、(縮重合)、、、反応は化学反応の用途を意識した分類で、上記 4 反応機構の一つあるいは複数から構成される。 ほかにもやなど、反応の特性に応じた分類も存在する。 化学反応論 [ ] 化学反応を説明付ける理論は、化学反応事例が集積から導出される経験則とそれを的に説明づける理論が構築されることにより進展して行く。 それ故、の展開と歩調を合わせて化学反応論も段階を経て発展して行った。 からにがやらに発見されるのと同時に、化学反応する反応物と生成物との重量比に関して法則性が見出されている。 これら化学反応に関与する成分の量的関係に関する理論は、として体系付けられている。 化学量論は一般には経験則である、として知られている。 後半に法が確立しにかけて発展することで化学物質の変化量が測定できるようになると、や反応の進行する速度について、として定式化されやそしてが化学反応の成分量やその変化量に強く影響を及ぼすことが明らかとなった。 により分子(あるいは)原子に共通な振る舞いが物理学的に説明付けられる様になり、化学平衡やについて物理化学的な理論が確立されるに至った。 化学反応における成分量の決定因子とその変化の早さは、で代表される広義の熱力学とにより体系付けられる。 化学ポテンシャルはを物理化学的に解釈した指標であり、反応(あるいは平衡)の進行方向を決定付ける。 により、反応速度がやにより受ける影響を分子などの微視的な振る舞いとして説明づけられるようになった。 反応速度論、特ににより化学反応を熱力学やのような集団についての理論ではなく、反応物の分子同士の作用として理論付けることが可能になった。 今日では反応の種類ごとに分子構造と化学反応を関連付けるモデルを構築することで化学反応が研究される。 反応機構モデルを構築する基礎原理として、電子が帰属する価電子または共有結合の移動としてを扱い、半経験的原理としてが体系付けられた。 有機電子論やにおいて経験的に仮定されたの振る舞いはので定式化することが可能である。 また、等いくつかのな反応機構は古典的な電子の振る舞いでは説明づけることはできず、の結合規則に関する原理を扱うにより反応機構が説明付けられる。 以上のようにして構築された反応機構は・の手法によりモデルの妥当性や反応の振る舞いについて検証されるが、の演算性能の急速な拡大と的手法の発展により、今日では簡単な系であればコンピュータ・で化学反応を予測することも可能である。 化学反応に影響する因子 [ ] 実際に反応を行う、あるいは反応系を開発する場合、その反応を取り巻くさまざまな因子・条件の影響により、速度や成否が左右されることは少なからずある。 この節では、化学反応について影響を考慮すべき因子・条件を、定性的、経験的な観点から概説する。 反応機構は反応により多様であるため、以下の議論にあてはまらない例ももちろんある。 詳細が分かっている反応については、なども考慮に入れより定量的な考察を行うべきである。 - 多くの反応は、より高い温度で行えば、系により多くのエネルギーが与えられるために速度が増加する。 ただし、副反応を誘発する、中間体が分解する、反応の暴走を招く、など、温度を上げた結果として反応が失敗することもある。 - 多次反応の場合、反応混合物の濃度が高くなると、反応物同士の衝突の頻度が増すことによって反応が起こる確率が高くなり、速度が増加する。 連鎖反応の場合は顕著となる。 大員環合成などの場合では、分子内反応を分子間反応に対して優先させるために、しばしば高希釈下条件で行われる。 また、0次、1次反応では濃度の効果は系の温度変化へ影響するだけにとどまる。 濃度を調整する場合についても、副反応や暴走など、温度の調整の際と同様の問題を考慮する必要がある。 - 通常、気体が関与する反応は、圧力を上げると速くなる。 気体の場合では圧力の上昇は事実上濃度の増加に等しいため、濃度と同様の議論も成り立つ。 始原系と生成系でモル数が異なる場合は、平衡状態に達したときの各化合物の割合に圧力が影響する。 - 光はエネルギーの一形態である。 また、反応の経路に影響を及ぼすこともある。 反応によっては、副反応を防ぐために遮光しなければならないものもある。 光を積極的に利用するでは、用いる光の波長や強さを考慮しなければならない。 - 反応に触媒を加えると、より活性化エネルギーの低い反応経路をとることができるようになり、正反応・逆反応の速さがともに増加する。 触媒反応は当量反応とは異なり、触媒サイクルを円滑に回転させるため、触媒の活性化と安定化について考える必要がある。 - などを用いた表面反応においては、表面積が大きくなると反応速度も増加する。 体積に対する表面積の割合が増せば反応の起こる位置が増え、反応はより速く起こる。 比喩 [ ] デジタル大辞泉に拠れば、「複数のものが組み合わされて予想しなかった効果が生じること」を、化学反応に例えることもある。 脚注 [ ].

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【化学基礎】過不足が生じる化学変化の量的関係の計算

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クリックできる目次• 物理変化 物理変化とは 《物質そのものは変化せず、形や体積が変化する》ことを言います。 この変化では 変化前と変化後で分子式が変化しない、とも言いかえることが出来ます。 下に一例を示します。 ・水が凍って氷になる、水が蒸発して水蒸気になる、など物質の状態が変化する 参照: ・砂糖を水に溶かして砂糖水になるなど、溶解させる ・バネを引っ張って伸ばすなど、形状が変形する ・鉄に熱をかけると赤くなる 化学変化 化学変化とは 《元の物質とは異なる声質を持つ物質に変化する》ことを言います。 この変化では 変化前と変化後で分子式が変化する、とも言いかえることが出来ます。 また、 化学変化は大きく4種類、化合・分解・置換・複分解に区別することが出来ます。 ここでは4種類について、それぞれ確認していきましょう。 化合 化合は 《2種類以上の物質が結合して違う物質になる化学変化》のことを言います。 下に一例を示します。 反応の方法により電気分解や熱分解などと呼びます。 下に一例を示します。 下に一例を示します。 下に一例を示します。

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【スタディピア】化学変化・分解と化合

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Q 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. ifoc. kyushu-u. 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。 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。 toishi. 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... 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。 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。 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。 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...

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