化学の基礎 II(A)6 (20080208)

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07h3084

遷移状態が上手くイメージできません. 具体的にどのような感じなのでしょうか. M:分子構造が変化していく途中のどこか (エネルギーの高い所).

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07m2138

触媒反応を動画的に顕微鏡で見ることは可能なのでしょうか ? 分子レベルは見れないのでしょうか ? M:今のところ, まだ見えませんね. 計算機化学の結果ならば, 可能ですけど.

07m2148

アンモニア合成のほかに, 触媒を利用する反応の中で, 生活に役立っている例を教えてください. M:えっと, 授業ではチーグラ・ナッタ触媒を紹介したのですけど, それではダメですか ?

m22

07m2214

電池が切れたときに, どこかで +・- 極をこすると復活するのはなぜですか ? M:本当にそれで復活するのですか ? 何か別の現象では ??

07m2225

食塩をすぐに塩化ナトリウムから取り出す方法に, 平衡を利用すると有効だと聞いたことがありますが, どのように利用するのですか ? M:えと, 何もしなくても, 塩化ナトリウムは食塩そのものですけど (笑).

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07m2401

チーグラ・ナッタ触介[ママ]は何が他の触介より優れているのですか ? 反応の進行速度がですか ? また, 何の生成によく用いられているのですか ? M:オレフィンの重合だと説明したのですけど, 理解できなかったのなら, どうしてその場で質問しなかったのでしょうか ?

07m2419

触媒は, それ自体が反応せず, 反応速度を高くするのですが, どのように作用するのか ? M:別の経路を作ると教科書にも説明があったし, 授業では具体的にチーグラ・ナッタ触媒の反応機構を紹介したのですけど, 理解できなかったのなら...(以下略).

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07s1023

全ての反応に触媒はあるのか. M:知りません. そうであることを証明することも, 否定することも, 難しいと思います.

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06s2003

質問は特にありません. M:提出物が要件を満足していません.

06s2033

触媒を用いた場合に「反応の経路をかえて 活性化エネルギーの低い反応を〓につくり出す」というのはわかったのですが, 触媒を用いた場合と, 用いらなかった[ママ]場合では, 化学反応が起こったものに関して, 性質というか, 反応後の物質などに差は出るのでしょうか ? [〓は判読不能] M:同種の化合物分子である生成物が, 生成経路の差を記憶・認識しているのでしょうか ? 07s4020 参照.

07s2001

最後の講義なのでお聞きしたいのですが 先生は化学のどのようなところがおもしろいと思いますか ? M:いろいろある所, 法則性がある所, 謎がある所, かな.

07s2002

現在わかっている物質の中で 半減期の最も長い物質とは何ですか ? M:陽子なんかは, かなーり長いと思いますけど.

07s2006

なぜ時間は過去から未来へしか流れないのですか. つまり, タイムマシンが存在した場合, 現在から過去へしか行けないと思いますが, もっと勉強したいと思います. M:何が聞きたいのでしょうか.

07s2007

あしの毛は そるとはえてくるのに 髪の毛みたいにのびすぎないのか ? M:前半と後半のつながりがわかりません. 何が「〜のに」なのでしょうか. 髪の毛だって剃ると生えてきますよね.

07s2010

二酸化炭素をへらすためによく息をとめる人がいますが 意味はあるのですか ? M:当人に, 減らせる根拠を聞いてください.

07s2011

単位のことを次元といいますが, 2 次元, 3 次元とかの次元とは違う次元なんでしょうか. 次元って何ですか. M:どちらも dimension ですね.

07s2012

水道水の消毒に塩素が用いられるのはなぜですか ? 残留塩毒により様々な悪影響がある筈です. 殺菌するための物質でそのものの分解が遅く, 塩素よりも安全な物質はないのでしょうか. M:塩素消毒は主に感染症の予防だと聞いた覚えがあります. 水道水の塩素の様々な悪影響を主張する人に, その科学的根拠を聞いてみてください. 水道水を飲んで, その消毒用の塩素のために発病した例は聞いたことがありませんが, 国内でも塩素消毒されていない天然水を飲用して食中毒などを発症した例はあるはずです. 世界中には, (感染症が防御されている)安全な水を飲めない人々も多数います.

07s2014

意味のない質問や授業でやったという質問ばかり紹介して, なぜ, 良い質問をあまり紹介しないのですか ? M:チャレンジャーですね (笑). 無い袖は振れないということです.

07s2016

使い切った乾電池と新しい乾電池をいっしょに使うのは危険なのはどうしてですか ? M:古い電池に新しい電池による逆方向の電圧がかかる, すなわち(二次電池じゃないのに)充電しようとするからではないでしょうか. または, 古い電池から液漏れして新しい電池がショートするとか.

07s2018

触媒はその表面で反応が行われるので, 表面積を増やせば反応が早くなると考えられる. どんな形の触媒であれ, それを半分に割って (切って) やれば表面積が増える. 極論を言えば触媒を粉にしてやれば, 反応は一瞬で終わると考えれますが, この考えは正しいのでしょうか. M:ある程度は正しそうです. しかし, 反応物が触媒表面に到達し生成物が離れていくという, 拡散律速もあることでしょう. また反応物である分子も有限の大きさを持っていますから, 分子程度にまで小さくなった粒子の表面に, 多量の反応物が同時に接触するには, 混雑して難しいかもしれませんね. ていうか, そこまで小さくなった粒子に, 触媒作用があるかという疑問もありますね. もとの質問に戻れば, 「粉」とか「一瞬」の概念があいまいですね.

07s2019

反応に必要な活性化エネルギーを更に高くする触媒もあるのですか ? M:そういうものは, 触媒とはいいません. 教科書を参照してください.

07s2020

・オゾン層回複[ママ]のために, 人工的にオゾンを作って大気中に戻すことは可能ですか ? M:後半は可能ですけど, それをどのようにどのくらいの規模で実施するかも問題ですし, そしてそれによってオゾン層が回復するかどうかもわかりません. さらに, エネルギーも費用も必要です.

07s2022

今後, 生物が進化していく過程で「化学」は必要ですか ? M:化学という教科はいらないかもしれません (ヒト以外の生物には意味が無い). しかし生体内では多くの化学反応がおこっていますので, 化学的な現象抜きには生命活動はありえないと思いますけど ??

07s2023

Na-OH 塩キ CH₃-C(=O)-OH [=O は上向き]ですが　どちらも (-OH) をもっているのに 塩キと酸というちがいは なぜうまれるのですか ? M:OH 以外の部分が違うからですね, もちろん.

07s2025

片くり粉と水をまぜた液って, すばやくもちあげれば個体[ママ]みたいだし, ゆっくりすくいあげれば, 水みたいに落ちちゃうんですねー. このように, 運動 (?) の速さによって, 状態が変わることって, どうなんですか ? M:いわゆるレオロジーですね.

07s2026

教科書には反応速度を上げるには濃度を上げるか, 温度を上げるかしかなく, 限界があると書かれている. しかし, 触媒においては何も書かれていない. ということは, 触媒になりうるのは無数にあり, かつ反応速度を速めるためのもっともよい触媒は存在しないのか. (つまり反応速度は限りなく速められるのか.) M:発想の端緒はいいのだけど, 「限りなく速め」るというところまで行くと, そりゃ無いでしょ. 系中の物質全てが反応するのにかかる時間がゼロとなっては, 分子運動が光速度を越えてしまうので.

07s2027

触媒は温度によって化学反応に変化をあたえるのか ? M:質問の意味・意図がわかりません. 「温度によって」って, どういうことですか. 触媒があっても, それはやっぱり化学反応なので, その速度は温度に依存するのは当然だと思いますけど.

07s2029

チーグラ・ナッタ触媒, 全般的に分かりません. M:あら残念. 提出物が要件を満足していません.

07s2034

どのような物質が触媒になりえるのですか ? M:場合によって, いろいろでしょう. でも, 化学反応の本質を電子の移動と考えれば, 電子を受渡しし易いものが, 触媒となる可能性がありますね.

07s2035

何かの法則を見つけたら, 自分で名前をつけられるのか ? M:つけたければつければいいのでは ? ただし他人がそれを採用してくれるとは限りませんけど.

07s2036

(1) エンタルピーの説明で p72 の 9 行目に『気体がもつエネルギーそのもの(エンタルピーという)』 p132 のまとめの (1) 熱エネルギーの反応熱に『化学反応により出入りする熱量 (エンタルピー)』と「大学生の化学, 第 2 版」にありますが, 2 つの説明が違っているように思いますが, 正しいエンタルピーの定義は何ですか ? (2) 触媒は「反応の最終段階で変化していない」とありますが, 反応の最中には触媒は変化している場合もあるのですか ? [丸数字は丸括弧数字にした, 別行立てを『』とした] [感想は省略] M:(1) 後者は「エンタルピー変化 (ΔH)」のことで, 前者の一部では ? (2) 授業ではチーグラ・ナッタ触媒の話をしました.

07s2038

家庭用ガスはプロパン C₃H₈ を主成分としたものが用いられるが, ライター用にはなぜブタンが用いられるか. M:私は知りませんので, 調べてわかったら教えてくださいね.

07s2041

生命を保つのに体内で行われている化学反応は, 触媒の助けがあって円滑に行われているそうですが, もしも, 触媒の助けがなかったと仮定したら, どうなりますか ? M:自分で書いてますけど(笑), 生命を保つのに必要な化学反応が「円滑に行われない」のではありませんか ? すなわち生命維持に支障をきたす.

07s2042

誘電体に, なぜ環境に悪い鉛を使うのですか ? M:金属の鉛は導体だと思いますけど. 何かの化合物のことを言ってるのですか ?

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07s4008

[白紙] M:提出物が要件を満足していません.

07s4018

CH₄ や N₂O などの増加は温室効果に関係してくるそうなのですが, なぜですか. M:赤外線を良く吸収するから, すなわち宇宙空間に熱を放出しないで大気中に保持するから.

07s4020

反応性を高めること以外に触媒の役割はありますか. M:それが定義ですから. でもまあ, 「その系において特定の生成物を生成する反応」という限定は付けてもいいかもしれません. 不斉触媒などは, 一方の光学異性体を選択的に生成したりしますので.

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07s5017

金属が内部から酸化することはあるのか. また, 内部が酸化している金属があるとして, それが外部に移っていくことはあるのか. M:酸化したとして, 酸素はどこからどうやって入り込んだのでしょうか ? または, 電子はどこの原子が受け取ったのでしょうか, そしてそれは何故 ?

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06s6059

反応速度のグラフを見て思ったのですが, この面積は生成物の合計になるのですか ? [たぶん e^-x 型の関数の図の, 関数の曲線と縦軸・横軸とで囲まれた部分に斜線の絵] M:違います. 縦軸の値が何なのか, もう一度確認してください. (次元解析からも面積が物質量でないことはわかります)

07s6016

触媒として Pt を使ったりしますが, ある反応に使える触媒は一種類しかないのでしょうか. それとも他に代用できる原素[ママ]が存在するんでしょうか. M:ある物質(触媒)が, ある反応のオリジナル経路よりも活性化自由エネルギーが低い経路を与える唯一の物質である, という必然性はあるのでしょうか ?

07s6043

半導体で, Si の中に P を入れると, P が Si に対して少ないときには, P が閉殻構造よりも多電子が P 1 つにつき, 1 個多い状態で Si との結合が維持しているように見えるが, P 1 つにつき 1 つ多い価電子はどういう状態で存在しているのか. 例えば, 自由電子のように 1 つの P 原子に固定されずに存在するのか. [1 つ多い価電子の図は省略] M:バンドの話をしたことがあるかと思いますけど.

07s6052

今, 使っている教科書はだいぶ間違っているらしいですが, 化学を正しく学びたい場合は, 他の本を買った方がいいですか ? M:「正しく学ぶ」の意味がよくわかりませんが, 必要だと思えば購入すればよいのでは ? ただし選んだ他の本が目的にかなうということを, 一体誰が保証するのかという疑問がありますけど.

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07a1001

反応速度は A の濃度できまるのですか ? M:えっと, 教科書を読んでも理解できないのでしょうか ? 授業での話を聞いていなかったのでしょうか ? 自分の頭で考えないのでしょうか ? 科学 (化学を含む) というのは, 個別の事項 (例えば「反応速度は A の濃度できまる」) の暗記ではありませんよ !

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グラ・ナッタ触媒[ママ]はすべてのものに使えるのですか ? 普通の反応と触媒を使った反応はどのくらいの速さだけ違うのですか ? M:チーグラ・ナッタ触媒については, その用途も含めて紹介したのですけど, 聞いていなかったのでしょうか ? (しくしく) 07m2401 参照.

07a1006

平衝移動[ママ]が起こっているとき, 平衝[ママ]にしようとして違う物質を反応させたりしますか ? またそれによって, 何かが生成されたりしますか ? M:質問文の意味がわかりません. 「違う物質を反応させる」とは, どういうことですか ?

07a1011

遷移状態にある物質は, 発熱反応では生成物に, 吸熱反応では反応物に構造が近いと聞いたことがあるのですが これはなぜなのですか ? M:どこで誰が言っているのでしょうか ? 構造の近さをどうやって評価するのでしょうね ? 構造が似ていれば, 自由エネルギーの大きさも似ていると, 想像できませんか ?

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チーグラ・ナッタ触媒以外の有名な触媒法は何がありますか. M:教科書にはハーバー・ボッシュ法がのってますけど.

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07a2008

触媒の発見に到る経緯とは, どういったものなのでしょうか ? また, 触媒にも様々ありますが, どのように使い分けているのでしょうか ? M:偶然とか経験とか試行錯誤とかいう要素もありそうです. 興味があれば, 色々と本を読めばいいのではないでしょうか. そのきっかけとして, 中間レポートがあったわけだし. 実際の使用では, コストも馬鹿にはならないですね.

07a2028

そういえばナゼ酸素 (O₂) は酸と関係がないのに「酸素」というのでしょうか. 酸化に関わっているから ? とすると酸と酸化はお互いに別のもので関連が一見なさそうですが… 「す (酸) っぱい」から由来していると考えることができそうです. // 科学が進んで語句の意味を汎用性のあるように拡大していった結果, 元来の意味からかけ離れてしまったよい例ですね. M:きちんと「酸素」または「oxygen」の名前の由来を調べてみてはいかがでしょうか.

07a2034

触媒は化学平衡そのものに影響を与えるのですか ? M:教科書には, 活性化自由エネルギーは変えるけど反応熱は変えないと書いてあったはずですけど. 07s4020 参照.

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07a4004

チーグラ・ナッタ触媒の話でジルコニウムを中心に置いた化合物が反応を繰り返していくと説明されていたが, このサイクルは反応する物質がなくならない限り続くのか. M:原理的にはそうですね. 実際には, それ以外に反応が停止する理由もありますけど (自分で考えてみましょう).

07a4009

触媒はどのようにして発見されたのですか. M:07a2008 参照.

07a4034

チーグラナッタ触媒でエチレンの他に, くり返しなるものとかあるんですか ? [以下省略] M:「くり返しなる」とは, どういうことですか ? 07m2401 参照.

07a4038

チーグラナッタ触媒を使用することによって, エチレンの重合が速度を速くすることができるということで よろしいんですよね ? M:授業のときの説明で理解できなかったのでしょうか ? もしも理解できなかったのなら, その場で質問してくれればよかったし, もしも理解できたのなら, この質問のように「〜ということで よろしいんですよね ?」などと, 同意を求める必要性など無いのでは ??

07a4039

触媒は何種類くらいあるんですか ? M:知りません. 興味があるなら, 調べて数えてみてはいかがでしょうか ? ちなみに, 何種類あるか知ることに, どんな意味がありますか ?

番号・氏名記載無し

今回の期末レポートの意図を教えて下さい. M:授業時間中に説明しましたし, サポート web ページにも記載してあります.