化学の基礎 II(A)6 (20080125)

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07h3084

例えば AB 間で反応が起こっていれば, 平衡が成立するのは両者の反応速度にバランスがとれたときですが, そもそも両者の反応速度にバランスがとれるというのはどのような状態なのでしょうか. M:次回, 第 7.5 節でとりあげます.

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06m2169

ΔG を G_B-G_A として考えるのは負の値になることもあるし, G_A-G_B の方がわかりやすいと思うのですが 何か理由があってこのように扱っているのですか. M:あたりまえのことですが, G_A と G_B の値の大小により, どちらであっても負になることがありますよ. で, どちらを基準に何を測るかという問題なだけです. 前者 (従来の方法) は, 反応前を基準に反応後を測っています. こう考えれば, わかりやすいでしょ ?

07m2138

溶解度積の値はどうしてこんなにも小さくなるのですか ? M:表 7.1 に示されているものは, 難溶性の塩の値であり, すなわちもともと溶解度は非常に小さいのです.

07m2148

溶解度積が便利な例に, 溶けず沈澱している塩の量を求めていたのですが, ほかに身近な生活の中で溶解度積が使われ, 役に立っている例はありますか ? M:うーむ, すぐには思い付きません. どこかで使われているのに気がついたら, 教えてくださいね.

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07m2214

なぜ指紋がきえてしまう人がいるのですか ? M:その「指紋が消える」って, 何ですか ? 以前はあったものが, 何かの理由 (火傷とか) でなくなるということ ?

07m2225

ひふがんになる原因は紫外線らしいですが, ひふそのものが光を吸収するのですか ? M:もしも皮膚を構成している物質が, 光を吸収しないのならば, 透過してその内側の組織 (筋肉とか血管とか骨とか) が透けて見えると思うのですが ?

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07m2401

G = H - TS, H: エンタル, S: エントロ で, T が上がれば分子運動激しくなって, エントロピー (乱雑さ) に影響してくるのはわかるのですが, 結合に熱も作用しているからエンタルピーの要素を増やしたりしていると思ったので H にも T が影響しているのではないかと思いました. でも式では関係ないのですが なぜですか ? M:えっと, 現実には一般には温度に依存すると思われます. しかし大抵は標準状態などを考えて議論し, 温度依存の話まではしていないだけです. 詳しくは熱力学の教科書を見てください.

07m2419

どのような違いから可逆変化と不可逆変化に別れるのか ? (どうなると逆の反応が起きるのか ?) M:教科書の 図 7.9 なんかを見ると, むしろ逆反応を起こさない方が不思議かと思われますが.

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07s1023

発熱や吸熱をしない反応はあるのか. M:それは, エネルギーの出入りが無いということですね. ある二つのものが, 全く完全に同じエネルギーをもつということは, ちょっとありえないほどの偶然だと思われますが. あ, そうか ! たまたま原料と生成物が同型になる反応なら…

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06s2003

[白紙] M:提出物が要件を満足していません.

06s2033

なぜ物質の変化は一定でないのでしょうか ? K = e^-ΔG/RT のように対数になるのは何度か目にしているのですが, 同じ物質に, 同じ時間変化させているのに, なぜなのでしょうか ? M:あなたのいう「物質の変化が一定」とは, どういうことでしょうか ? 指数関数型の場合, 常に「全体に対する割合が一定」ですけど.

07s2001

化学平衡の理論を使うとどういったところで便利になるのですか ? いまいち想像がつきません. M:化学反応(物質の変化)という現象の理解に必須ですけど.

07s2002

化学平衡はだれによって発見され, 世間に認識されるようになったのですか ? M:しりません, 調べてわかったら, 教えてくださいね.

07s2006

化学反応の動的な平衡状態にある反応系があることはわかりましたが, 他の例の反応系で静的な平衡状態にある化学反応系は考えられますか. M:もしあるとしたら「静的な平衡状態」とは, どんな状態か, ちょっとは考えてみたのでしょうか.

07s2007

ビックバンの前は宇宙にはなにがあったんですか. M:ホーキングの著作など読んでみてはいかがでしょうか.

07s2010

テレビ等で, たまに地球滅亡とかびっくりすることを放送していますが, 実際自分らが生きているうちに起こりますか. M:その放送内容の, 信憑性はいかほどでしょうか ? そういう主張の根拠は何でしょうか ?

07s2011

現在 化学は進歩しているが まだまだ分からないことがたくさんあります. 自由に研究できるとすれば どんなことを研究したいですか. 今 流行しているというか注目されている研究課題は何ですか. M:注目の研究は, 分野ごとにあると思われます.

07s2012

ホルミシス効果は少量の放射線は体にとって良いと言われていますが, 例えばラドンを大量被曝すると害を及ぼすのに, 少量なら体に良いのですか. 効果は分かるのですが, なぜだか分かりません. M:そのホルミシス効果に関する言及は, 正しいのですか ? 根拠は ?

07s2014

平衡定数 K が大きいと何か得があるのか. M:得が無いとダメなんですか ? 全ての物事を損得勘定で見るのでしょうか ? 生成物が多いことは, 得じゃないんですか ?

07s2015

人の体内で起きる化学反応の中には大きなエネルギーを発生するものもあると思います. 人はそういったものをどのように対処しているのですか ? M:「大きなエネルギー」とか「あると思います」とか言われても, はぁ ? という感じです. ですから, どう対処しているか以前の問題ですね.

07s2016

どうして鉛筆で書いた字は消しゴムを使うと消えるんですか ? M:本気の質問ですか ? 消しゴムは, そのためのモノでしょ ?

07s2017

大雪の時, 車のライトをわざと黄色にすることもあるらしいのですが, そうすると本当に光の反射を避けられるのですか ? M:「光の反射を避ける」とは, どういう意味ですか ? 何の光が何によって反射されるというのでしょうか ? 反射すると困ることって何でしょうか ? で, それが大雪とどういう関係があるのですか ? 大雪とは, 積雪量が多いことですか ?

07s2018

気体に仕事を与えることによってエントロピーが小さくなるが, 逆に気体のエントロピーが増大した時に気体は何かに仕事をするのか ? [仕切りで半分に区切って, エントロピー増加/減少の図] 時間的に終わらないから学生にも協力してほしいと言ったが, 具体的にどう協力すればいいんですか ? M:互いに逆向きの作用なので, 特に難しい話じゃないと思いますけど. 後半については, 授業中に何度も言いましたけど. 尋ねられたら返事してくださいって.

07s2019

教科書を読むと, 今回の講義では動的平衡状態についての説明だったようですが, 静的平衡状態というのも存在するのでしょうか. M:07s2006 参照.

07s2020

地球上の酸素の量が 2 倍になったら, どうなるんですか ? M:さてどうなるでしょうね. 御自分で考えてみてはいかが ? ちなみに, ここで言う「酸素」とは, 空気中にある酸素分子だけのことでしょうか, それともいろいろな化合物中に含まれる酸素原子の全てのことでしょうか ?

07s2022

化学反応において触媒を用いると, 反応の経路を変えて活性化自由エネルギーの低い化学反応を新たにつくりだすと教科書に書いてあったのですが, 何故, このようなことができるのですか ? M:それが「触媒」の定義だからです. 活性化自由エネルギーの低い新たな反応経路を作らないものは, 触媒とは言いません. ていうか, 触媒 (分子) という新たな登場人物を得て, これが関与する反応が起こる可能性があるのかないのか, 本当に分からないのでしょうか ?

07s2023

なぜ水と化学反応する気体にヘンリーの法則が成立しないんですか (教科書 p122 より). M:その化合物 (気体) の水溶液中での濃度をちょっと考えれば分かると思いますが.

07s2025

いつ混成軌道を用いればいいのかわかりません. M:もちろん, 必要な時に使います.

07s2026

「溶け残る」とは, 溶媒がどのようなときにおこるのですか. むしろ, どうして溶けるんですか. M:溶媒がどうとかって, 何を考えているのでしょうか ? 単に溶解度以上に溶質があるってだけのことでしょ.

07s2027

動的平衡状態のとき, A から B, B から A への動きは見かけ上とまって見えるがエネルギーの動きはどうなっているのか ? A から B に行くエネルギーと B から A に行くエネルギーは, 値が違うと思うのですが. M:「(A から B に) 行くエネルギー」とは何ですか ? 反応によって系の自由エネルギーが変化したら, その分だけ発熱/吸熱がありますよ. そもそもエネルギー保存則という大原則があるし.

07s2029

雪って何ですか ? M:本気の質問ですか ? 物質としては「水」だし, 状態としては「固体」ですね. まあ, 中谷宇吉郎の著作を読んでみてください.

07s2030

難溶性の塩は主にどんな物質ですか. M:教科書の表 7.1 に例がありますけど...

07s2034

水の状態変化は, 動的平衡状態ですか ? M:「状態変化＝平衡」は, 正しいですか ?

07s2035

なぜ自然対数は ln なのか. M:「自然対数」を英語で言ってみて, 何か気づきませんか ?

07s2036

理工学部で配られていた周期表に, 1996 年 2 月 9 日にドイツで見つかった 112 番目の元素と, 2004 年 7 月 23 日に日本で発見された 113 番目の元素が載っていました. しかし, 教科書や他の本に載っていませんが, なぜですか ? M:112 番元素と 113 番元素は, まだ固有名がついていませんね.

07s2038

ケトンとドラジンなど窒素化合物との反応は酸性条件下で行われますが, このとき N はプロトン化されないのか. M:その「ケトン」とか「ドラジン」って, 何ですか ? 炭素よりも電気陰性度の大きいヘテロ原子に, 酸性条件下でプロトン付加する可能性はありますか ?

07s2041

触媒を用いることで何故, 反応の経路を変えられるんですか ? M:07s2022 参照.

07s2042

グルコースと, 有機基質を, 同時に溶かす溶媒は何かありますか ? M:有機基質が具体的に何であるかわからなければ, 確かなことは言えませんが, まあ何かあるんじゃないですか. で, それがどうかしましたか ?

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07s4008

[白紙] M:提出物が要件を満足していません.

07s4020

身近な所に化学平衡を使っているものはありますか. M:「化学平衡を使う」とは, だれがどうすることですか ?

07s4033

・なぜ平衡の値は負の値になるのか. ・平衡の値が大きと[ママ]いうことは物質がどういうことなのか. M:「平衡の値」って, 何ですか ?

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07s5017

外部から圧力をかけたり, 温度をあげて溶解度をあげてみたときに, 一気に圧力を弱めたり温度を下げたりすると, どのような速度で結晶がでてくるのか. 一瞬か, それなりに時間かかるのか. M:「一気に圧力を弱め」たり「(一気に)温度を下げ」たりには, どのくらいの速さを想定していますか ? 「一瞬」とか「それなりの時間」との関係は ?

07s5041

物理でエネルギーは保存されるような法則を習い, 化学平衡でもあてはまる (化学変化するため) と思うのですが, 反応熱を利用してできる発電の原子力発電はこのことを利用しているのでしょうか ? M:ここでいう「反応熱」とは化学反応に関係するモノのことだと思うのですけど, 原子力発電とどう関係しているのでしょうか ?

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06s6059

・エネルギーの ΔG の矢印が斜めになっているのは, 教科書のようにまっすぐな矢印との違いはなんですか ? //・ΔG=ΔH-TΔS は ΔU+ΔPV-TQ/ΔT となるとおもうのですが, 内部エネルギーや圧力の関係で考えることがあるのですか ? // (省略していいです) [でも省略しません] ぶっちゃけたいのですが, e^-x は x が負の方向 (小さくなるほど) にいくと大きくなるので ΔG⁰/RT が小さくなるにはと考えた方が時間の使いかたとしても早いと思います. M:縦軸は自由エネルギーですが, 横軸にはどんな意味がありますか ? その式は正しいですか ? あったらどうで, なかったらどうなのでしょうか ? ぶっちゃけの話は, 何で授業時間中にそういう発言をしなかったのでしょうか ? 言ってくれれば時間の使いかたが早かったかもしれないのに (「時間の使いかたが早い」とは何だ ?).

07s6016

固-液 や 気-液 では動的平衡状態にできますが, 固-気 でも動的平衡状態にできますか ? M:できないと考える理由が, 何かあるのでしょうか ?

07s6043

気体のエントロピーはどのように測定するのか. また, 空気に含まれる特定の分子の気体のエントロピーを測るときに, その気体を集めて測定すると, その過程でエントロピーは変化してしまうと考えたのだが, 気体を分子の種類ごとに集めて分けることなしに, エントロピーは測定できるのか. M:ある物質のエントロピーならば, その物質だけを取り出して扱い, 蒸気圧などを測ればわかると思います. 「空気中に含まれる」という状態が, 何か特別の作用をするのでしょうか ?

07s6052

難溶性の塩もとけるといいましたが, どんな塩も少しは溶けるんですか ? M:一分子たりとも溶媒に混ざっていかないということが, ありえるのでしょうか ?

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07a1001

分子が動くことによって, 熱が発生するということですが, 電子レンジはどのようにして分子をうごかしているのですか ? M:マイクロ波を照射しています. 振動する電場によって, 分子 (集団) の電気双極子モーメントが揺さぶられます.

07a1005

K の平衡定数とは どんなときでも一定なのですか. M:教科書にも書いてあるけど, 温度を変えると反応速度定数が変化することを説明しました. そして平衡定数は, 正反応と逆反応の反応速度定数の比ですね.

07a1006

ヘスの法則が成り立つのは, 始原型から生成系, 生成系から始原型へと目標へ達っするためには結局エネルギーの差である ΔG が同じだからですか ? M:ヘスの法則を誤解していると思われます. 正反応と逆反応の比較ではなく, 直接ルートと迂回ルートとの比較です.

07a1011

特性 X 線は それぞれの元素に特有の波長があるとのことですが, どのようなメカニズムで発生するのですか ? M:X 線も電磁波であり, あと「原子, 輝線」とくれば, 何を思い出しますか ?

07a1024

油性ペンがとれにくい理由はなんですか ? M:シンナーで簡単にとれますけど, 何の話をしているのですか ?

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07a2008

平衡状態でも反応 (動き) があるということはどのようにして確かめられたのですか ? M:論理的な考察からも分かると思いますけど (07s2006 参照), 実験的には同位体でラベルするのかな.

07a2028

物質に熱が与えられるとき, その熱によって分子 (と原子) の熱運動が活発になります. そして, その時点で状態変化が始まると 新しく加えられた熱は状態変化に供なう[ママ]分子の熱運動の変化に使われてしまい, 物質の温度は上昇しません. つまり, 状態変化中は, 熱エネルギーが運動エネルギーに変換されて分子中に蓄積されていくということになります. ならば, 物質の温度が上昇している間も分子の熱運動が活発化しているので, 一部のエネルギーでは (熱)→(運動) への変換が起きているはずです. なので, 与えられた熱量≠上昇した温度分の熱量となると思います. これについてどう思うでしょうか. M:最後の「なので, 〜」がヘンです. 分子が運動しているとき, 温度が高いとはどういうことでしょうか ?

07a2034

A と B の化学平衡がつり合っている状態でも A から B へ, B から A への動きが実際にはあると教科書 (p119) に書いてあったのですが, それは二つの動きが同時に同じ量だけ動いてバランスがとれているということですか ? M:何を聞きたいのでしょうか. 「つり合っている」と「バランスがとれている」とは, どういう意味で, お互いにどういう関係ですか ?

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07a4004

K = e^-ΔG/RT で K が大きくなるためには, ΔG＞0 のとき T→大, ΔG＜0 のとき T→小 になると言っていたが, ΔG＞0 のとき T が大きくなると -ΔG/RT は負の方向から 0 に近付き, ΔG＜0 のとき T が小さくなると -ΔG/RT は正の方向から 0 に近付くので K の値は大きくならず, 1 に近付くのではないか. M:前者については関数を e^x と見ていることに相当するので, 負の方向からゼロに近付くと関数の値は大きくなります. また後者は, 同じ関数の見方なのですが, T が小さくなったときの動きが逆で, ゼロから正の無限大の方向へ離れていきます. よーくご確認下さい.

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可逆反応とそうでない反応は, 式を見ただけで違いがわかるんですか. M:両矢印なら可逆反応ですね :-p

07a4034

どういう時 T=0 になるんですか ? M:あなたのいう T とは, 何ですか ?

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化学平衡がとても大きくおこなわれたときに得られるエネルギーを原動力とした主なものはどのようなものか. M:日本語の文として, 意味不明です.

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化学平衡で, 圧力が高いか低いかで平衡がどちらに傾くか変化しますが, 自然界で化学平衡に影響するほど圧力が変化することってあるんですか ? M:地中とか深海は圧力が高いだろうし, 高空から宇宙空間では低圧ですよね.