ノートテキスト
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序章 化学の特徴 P5 探究とは 自分たちの疑問や課題を、調査や観察・実験 などを通して深く知ろうとすること。 ◎実験を行うにあたって P12113 ○薬品に触れたとき 酸・・・・ 炭酸水素ナトリウム水溶液 塩基・・・酢酸水溶液 探究の進め方 P7~11 ■テーマ決め 水洗 ○終始末 廃液だめに回収 レポートや発表のタイトルになるので、一目 で内容が分かる具体的なもの。 ■仮説を立てる 情報収集 データや情報をリストアップ 書籍、辞典 HP 先生の指示 →重金属(Fe, Pb, Cr, Cu、Mn Cd, Hg)のイオンを含 む水溶液や有機溶媒 ・メスフラスコ、ホールピペット →加熱乾燥× ⑨試薬の の取り扱い PIA 物質について知ることが大切 ○有害な気体 →排気装置のある場所(ドラフトチャンバー内) 実験計画 ※書籍名、URLは必ず記録 ○酸・・・服・皮ふ× ○塩基・・・皮ふ目 ×吸わない 実験を実施 ○発火性物質 Na.k.Li灯油中 黄りこ 水中 日付 時間・天気・気温 ○実験ノート ・温度・気圧・共同実験者 使用する試薬や器具の名称、それらの使い方 や使用上の注意点、手順などを具体的に考 えてていねいにまとめる。 観察と結果の記録、実験中に気づいたこと は詳細に記録する。 図表、スケッチもGOOD ※実験ノートの記録はボールペン 誤りは取り消せ線で訂正 失敗した記録も残す。 ○引火性物質・・・密栓して冷暗所 有機化合物 発火→自然発火、自己発熱 引火→火による燃焼 ◎液体の体積の測定 P16 } メスフラスコ高い精度で測ることができる ホールピペットが表示以上の体積は測れない。 結果の分析と考察 様々な視点角度から メスシリンダーてさまざまな体積を測れるが こまごめピペット精度が低い。 . 感想× . うまくいかないときは計画を見直す。 ビュレット目盛の差から滴下された液体 の体積を高い精度で測れる。 レポートにまとめる 同じ方法で実験を行えば同じ結果が得 られるということが重要。 ⇒再現性 湾曲した液面(メニスカス)の底に目の高さを そろえ、液面の底の値の1まで読みとる。 内部が水でぬれ、溶液の濃度が薄まるのを防ぐため 器具の内部を使用する溶液で洗う。(共洗い
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化学で 扱う数値 物理量 P18 10gや100mのように単位のついた量 「数値」と「単位」の積 指数 P18.19 lon のんのこと きわめて大きな量ときわめて小さな量は、位どりの 〇を10mの形で表示して表せる。 ◎指数の計算の公式 P251 ①かけ算とわり算の有効数字 例 有効数字3桁どうしのかけざん 3.56×7.73=27,5188 誤差が含まれている 4桁目を四捨五入して3桁の有効数字 27.5cm²とするのが適当。 有効数字のかけ算とわり算の結果は 通常、四捨五入して有効数字の桁数 の最も少ない測定値の桁数にあわ せる。例2桁×3=2桁 ②足し算と引き算の有効数字 例 3.6g+3.89g=7.49g (1)10°=1 (2)10g×100 10ath (3)10g÷100= 109 100=10a-b (4)(109)=10axb (5)(A×10°)×(Bx10b)=AB×100 atb (6) Ax109 A BX100 B x109-b 誤差を含む 小数第2位を四捨五入して、小数第1位で 7.5gとするのが適当。 測定値どうしの足し算とわり算の 結果は、通常、四捨五入して測定値の 未が最も高いものに合わせる。 例 小数第2位+1位=1位 ○負の整数=nのとき <例題①> 1410 -3 (1)2.0cm×2.56cm 0.001= =10 1000 103 2.0×2.56 = 5.12 E. 5.1 cm² このとき、位どりの○の個数と、10-nの指数 の絶対値とは一致している。 2桁 3桁 -277 (2)6.89g+3.2g 6.89 +3.2=10.09≒10.1 Ax10mの形で表すとき 2位 1位 1位 5.92m² 1≦A<10 測定値 P19 長さ・質量・体積・温度などの量を器具を用 いてはかった値 誤差 P20 測定値と真の値との差 目分量で読み取ることによる誤差が含まれる 有効数字 測定値の信頼できる数字 小数点に関係なく数字だけを考える 例 16,87mLの場合、有効数字は4桁 (1)〇の扱い 小数点以下の未 有効数字 5.0 位どりを示す。 0.050 0.005 Ax10mの形で X 表すのが普通 <類題①> (1) 3.82cm×1.55cm (2)3.14cmg4.3g (3)800g÷64cm3 (4)7.3mL 2.25mL ◎グラフを書くとき 正方形に近い形 横軸「変化させた量」 縦軸「変化した量」 144 a13g/cm² 15.1mL 測定の最大値を考察して目盛を入れる 直線あるいはなめらかな曲線 ◎引用 • 必要性がある場合に最小限に 自分の分章と区別させる
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第1編物質の構成と化学結合 P23 第1章 物質の構成 物質の分類 P24-25 混合物 mixture 2種類以上の純物質からなるもの 混じりあう純物質の割合によって、 性質も変化する。 自然界の多くが混合物 牛乳、花こう岩、塩酸 純物質 pure substance 1種類の物質だけからできている。 固有の性質を持ち、沸点、融点密度など が決まっている。 NaCl、H2O、エタノール 液体が沸騰して気体になる温度 固体がとけて液体になる温度 単位体積当たりの質量 1気圧 通常の大気圧を表し、101325Paに 物質の分離・精製 P26 分離 separation 物質の性質の違いを利用して、混合物から 目的の物質を分ける操作。 purification. 分離した物質から、さらに不純物を取り除き、 より純度の高い物質を得る操作。 3週 filtration ① 液体とそれに溶けない固体を、3紙などを用いて 分離する操 この通過した液を「3液」と言う。 [蒸留 distillation ② 溶液を加熱し、発生した蒸気を冷却して再び 液体にすることで、目的の物質を分離する操作 1分留(分別蒸留) fractional distillacion 液体の混合物を適当な温度範囲に区別って 蒸留し、沸点の差を利用して物質を分離する 操作。温度計を見て生じた物質を見分ける。 石油の分留 精塔 成分と沸点 等しい。 1013.25h Pa 44 L ◎乾燥空気の組成 不 窒素 178% N . 酸素 21% A . アルゴン 0.93% . 二酸化炭素 NA 0.04% ' ネオン 0.0018% ◎海水の組成 . 水 196.5% . 塩化ナトリウム 2.72% ○蒸留 6 塩化マグネシウム ・硫酸マグネシウム サ [35~180°C] [190~250℃] 永 軽油 350 →アスファルト ①温度計の球部はフラスコの枝の 付け根の高さに合わせる ②液量はフラスコの半分以下にする ③突発的な沸騰を防ぐため、沸騰石を 入れる ④冷却水は下から上へ流す ⑤三角フラスコは密栓しないアダプター ・板付き フラス リービット 冷却器 三角
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華 sublimation P28 ③ 固体が液体にならずに直接気体になる現象 昇華しやすい物質)ヨウ素、ナフタレン、ドライアイス (2)独特の匂いを持つ、白色 発がん性の結晶性の物質 P32 元素 element 要素 物質を構成している基本的な成分 自然界に約9種類 人工的につくられているものを含めると 約12種類が知られている。 元素は元素記号を使って表される 昇華を利用して目的の物質を分離する方法を 昇華法」という。 化合物 compound 2種類以上の元素からなる純物質 例 CO2H2O 再結晶 recrystallization 不純物を含んだ結晶を適当な液体(溶媒)に 溶かし、温度による溶解度の変化を利用して、不純 物を除いて純粋な結晶を分離する操作 硫酸銅 CuS04 ・無水物(白色) 単体 simple substancel 1種類の元素だけからなる純物質 例 N2O2, Ar 単体や化合物の 「構成成分」を表す 通常はCuSO4SH2O五水和物の結晶 青色。 CuSO4Cuzt +504 ●元素 • 単体 実際に存在する「物質」 • 抽出 extraction. 混合物中の分離したい物質をよく溶かす溶媒を 使い、溶媒に対する溶媒に対する溶解度の違いを 利用して、混合物から目的の物質を分離する操作 分液漏斗が使われる。 クロマトグラフィー chromatography 吸着剤に物質が吸着される強さなどの違いを 利用して、混合物から各成分を分離する操作 Chroma:色 Graphos : 記録 ギリシャ語 →ミハエル・ツヴィット(植分学者) 1903 ペーパークロマトグラフィー paper chromatography →3紙への吸着のしやすさの違いによる分離 薄層クロマトグラフィー thin-layer chromato →シリカゲルなどの吸着剤を用いるgraphy ↓ 液体クロマトグラフィー ★吸着力が弱い成分ほど、上へ移動 微量の試料でも実験可能 ぺより短時間で分離することができる。 同素体 allotrope 同じ元素からなる単体で性質が異なる ものどうしを、互いに同素体であるという。 酸素の同素体 ■酸素O2 無色・無臭 助熱性 リン P ●黄りこ ■オゾン03 空気中で自然発熱 →水中で保存 猛毒 ●赤リン 毒性 マッチ箱の側面 硫黄 S 淡青色で特異臭 有毒 一炭素C ■ダイヤモンド 無色透明で硬 電気× ■黒鉛 柔薄 電気〇 ●フラーレン カーボンナノチューブ 斜方硫黄 単斜硫黄 加熱→ 常温で放置 針状の結晶 ●ゴム状硫黄 黄色~黒色でゴムに似た性質 1991年に飯澄男によって発見
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◎成分元素の検出 →物質に含まれている元素の種類を 知ることができる 炎色反応 flama reaction Na,Ca,Cuなどの元素を含んだ化合物 やその水溶液を炎の中に入れると、それぞれの 元素に特有の色を示す。 Li Na K Cu Ca Sr Ba 赤黄赤青緑橙赤紅 黄緑 リアカー無きK村で動力借りようとするもくれない馬力 〔分質の三能と熱運動 ] 拡散 diffusion] 物質が自然にゆっくりと全体に広がる現象 固体、液体、気体で起こる 原子の移動速度は非常に遅い 運動 thermal motion 物質を構成する粒子がその状態にかかわらず、 常に運動しているために起こる現象。 温度が高いほど運動は激しい。 塩素の検出 白金線 外炎 炎色 白金線を塩酸で洗浄 外炎に入れ炎色反応起× 物質の3つの状態 内炎 ↓ 試料の溶液を白金線の先に つけ、外炎の中に入れ観 固体 solid 状態変化 • 液体 liquid . 気体 gas 温度や圧力を変化させると 物質の状態が変化する ○状態変化 融解 凝固 蒸発 凝縮 昇華 凝華 固体 液体 fusion 液体→固体 液体 気体 固体 気体 solidification evaporation 液体 condensation 気体 ある水溶液に硝酸銀水溶液を加 えたときに白色沈殿が生じれば、水溶 夜中に塩素CI (塩化物イオン)が 含まれていることが分かる。沈殿反応 ◎炭素Cの検出 気体発生反応 試料に希塩素を注ぐと気体が発生し、 その気体を石灰水(水酸化カルシウム CacoHD2 水溶液)に通し白くにごれ ば含まれている。 ◎水素のHの検出 試料から生じた液体(H2O)を白色の 硫酸銅無水物 CusO4につけると、 青色の硫酸銅五水和物 CuSO 5H2Oになる。 Sublimation. 気体→固体 deposition 物理変化 physical change. 物質の種類は変わらずに状態だけが変わる変化 ・状態変化 . 化学変化(化学反応) chemical cange(reaction) ある物質が別の物質に変わる変化 ○物質の状態と熱運動 · 物質を構成する粒子は常に熱運動をしている 物質を構成する粒子の間には引力がはたらいている →分子間力・・・分子の間に互いに引き合い集まろ うとする力。 物質の状態は、熱運動と粒子間にはたらく引力 との大小関係によって決まる。 まとめ 溶解度 分離方法 蒸留 分留 再結晶 抽出 ろ過 (沸点) (粒の大きさ) 吸着性 昇性 クロマトグラフィー 昇華 固体 液体 解 気体 0 0 凝固 A 木 分子間力〇 O ほとんどはたらかない ずっと熱運動はしている。
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◎状態変化 P40 虫点 melting Point 混合物には、均一なものと不均一なもの がある。 固体を加熱し、分子の熱運動が激しくなり、 融解が起こるときの温度 気体、水溶液、合金 不均一 泥水、岩石 3紙の隙間 10m イオン 10-9m # boiling 液体の内部から気体が発生すること 液体を加熱し、熱運動が激しくなって沸騰が 起こるときの温度を沸点 boiling pointという。 タンパク質 脂肪 } 10-8m 融点や沸点では、状態変化が完了するまで 温度は一定に保たれる。 ★融解中の加熱時間より、沸騰中の加熱 時間のほうが長い。 凝固点 soliditying point P41 冷却水を上から下に流すと、冷却器内 に空気が残ったまま水が排出される。 同素体の覚え方 SCOP(スコップ) 液体を冷却していくと、分子の熱運動が穏やか になり、凝固が起こるときの温度。 融点と同じ温度。 単体の中でCの単体が最も融点が 高い [絶対零度 (リードapa) 理論上、粒子の熱運動が完全に停止する温度。 -273.15 物質のもつエネルギー 固体 液体〉気体 沸点の低い物質・・・水浴、電熱ヒーター 高い ・・・油浴、砂浴 絶対温度 absolute temperature "絶対零度を基準に、セルシウス温度(単位:C)と 同じ間隔の目盛りで表した温度。(単位:K) ベリリウム ホウ素 HHLRBC 水と混ざる ・エタノール、アセトン 混ざらない・・・ヘキサン、ジクロロメタン 液体を加熱させ、水分をすべて蒸発させ、 溶質を乾燥した固形分として残す。 (蒸発乾固) 0.92.液 1.0g/cm3 0.081液0.071g/cm3 19を1℃あげるのに必要な熱量 k2.0J 水素 ヘリウム リチウム H リン P スズ Sh He硫黄 S ヨウエ 水の密度 Li 塩素 Cl Be アルゴン Ar 炭素 An カリウム水銀Hg カルシウム ca バリウム Ba 金 水素= 61 Pb 窒素 N ICH 酸素 0 マンガン Mn フッ素 鉄 F Fe ネオン Ne ニッケル Nil ナトリウム Na銅 *42丁 水蒸気 2.1 氷の融解 1g当たりの熱量 334丁 2260J 水の蒸発 こ Cul マグネシウム Mg 亜鉛 Zn アルミニウム Al 「臭素 BH ケイ IS 銀 Ag
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