理論化学

目次

単位

単位読み方
Tテラ(tera)1012
Gギガ(giga)109
Mメガ(mega)106
kキロ(kilo)103
hヘクト(hecto)102
dデシ(deci)10-1
cセンチ(centi)10-2
mミリ(milli)10-3
μマイクロ(micro)10-6
nナノ(nano) 10-9
pピコ(pico)10-12
単位

物質の構成粒子

粒子質量質量比電荷
陽子\( 1.673 \times 10^{-24} \)約 1840\( +1.6 \times 10^{-19} (\mathrm{C}) \)
中性子\( 1.675 \times 10^{-24} \)約 1840\( \pm 0 \)
電子\( 9.109 \times 10^{-28} \)1\( -1.6 \times 10^{-19} (\mathrm{C}) \)

化学計算

100 + 1 = 100 !?

\( 10^{-7} \) mol/Lの塩酸水溶液のpHを求めよ。

化学平衡

ル・シャトリエの法則

化学平衡の法則

水のイオン積

溶解度積(難溶性塩の平衡)

溶解度積は、沈殿しないギリギリの値

化学反応

化学反応は暗記ではない!
A + B → C + D を覚えろ!ではない。
AとBという物質が与えられたとき、どのような反応が起こるのかを推測できる力が大切である。
その材料(考え方)について学んでいく。

宇宙に存在する元素のうち,質量 % で 2 番目に多い元素は何か。元素記号で答えよ。

温度とは?

粒子のスピードが遅くなってくると・・・

引き合う力

  • 万有引力(質量の存在するものすべてに働く)
  • 静電気力(+とーの力、引力、斥力がある)

拡散(エントロピー)

水和

水に溶けるということは、どういうことか?

問題

  • H+ と OH-
  • 弱酸、弱塩基
  • 酸性酸化物、塩基性酸化物
  • 炭酸の平衡定数 \( K_{a_1} = 10^{-6.3},K_{a_2} = 10^{-10.3} \)
  • リン酸の平衡定数 \( K_{a_1} = 10^{-2.2},K_{a_2} = 10^{-7.3},K_{a_3} = 10^{-12.3} \)

不揮発性の酸の遊離

濃硫酸:濃\( H_2SO_4 \)

  • \( NaCl + 濃H_2SO_4 \longrightarrow NaHSO_4 + HCl \)
  • \( CaF_2 + 濃H_2SO_4 \longrightarrow CaSO_4 + 2HF \)

酸化還元反応

  • 酸化剤と還元剤

特殊な反応式

酸素の発生

\( \mathrm{2H_2O_2 \longrightarrow 2H_2O + O_2} \)

\( \mathrm{2KClO_3 \longrightarrow 2KCl + 3O_2} \)

さらし粉の製法

\( \mathrm{Ca(OH)_2 + Cl_2 \longrightarrow CaCl(ClO)・H_2O} \)

\( \mathrm{Cl_2 + H_2O \longrightarrow ClO^- + Cl^- + 2H^+} \)
\( \mathrm{Cl_2 + H_2O \longrightarrow HClO + HCl} \)

練習問題

単体が含まれていれば、酸化還元反応

  • さらし粉、塩酸
  • 水酸化カルシウム,塩素
  • 塩素,チオ硫酸ナトリウム
  • 銀,塩素
  • ナトリウム,塩素
  • 水酸化ナトリウム,塩素
  • 銅,塩酸
  • 水素,塩素
  • 塩素,硫化水素
  • 二酸化マンガン,塩酸
  • 塩素,水
  • 水素,臭素
  • 臭素,硫化水素
  • 臭化カリウム,硝酸銀
  • 臭化カリウム,二酸化マンガン
  • カリウム,ヨウ素
  • ヨウ化カリウム,二酸化マンガン
  • ヨウ化カリウム,硫酸銅五水和物
  • ヨウ素酸ナトリウム,亜硫酸水素ナトリウム
  • ヨウ化水素,二酸化マンガン
  • 水素,ヨウ素
  • ヨウ素,二酸化硫黄
  • 硫化水素,オゾン
  • ヨウ化水素,オゾン
  • 硫化水素,塩素
  • 硫化水素,二酸化硫黄
  • 銅,熱濃硫酸
  • 二酸化硫黄,過マンガン酸カリウム
  • 亜硫酸,塩素
  • 塩素,チオ硫酸ナトリウム

ハロゲン単体

  • ヨウ化カリウム,臭素
  • ヨウ化カリウム,塩素
  • ヨウ素,ヨウ化カリウム

イオン化傾向

沈殿生成反応

炭素・アルミニウムは酸素と仲がよい

酸化還元反応

\( \mathrm{2KI + Cl_2 \longrightarrow 2KCl + I_2} \)
\( \mathrm{CaCl(ClO)・H_2O + 2HCl \longrightarrow CaCl_2 + Cl_2 + 2H_2O} \)
\( \mathrm{2KI + Cl_2 \longrightarrow 2KCl + I_2} \)
\( \mathrm{2KI + Cl_2 \longrightarrow 2KCl + I_2} \)
\( \mathrm{2KI + Cl_2 \longrightarrow 2KCl + I_2} \)


ガラスを溶かすフッ化水素
( \mathrm{SiO_2 + 6HF \longrightarrow H2SiF_6 + 2H_2O} )


ヨウ素のヨウ化カリウム水溶液
( \mathrm{I_2 + KI \longrightarrow K^+ + I_3^-} )

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