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Chemistry Senior High

(4)で、3枚目の解答の左ページの下から右ページの上にかけて書かれている等電点での電荷の関係と式の意味がわかりません。 教えてくださったら嬉しいです。

C (分子量: M) 0.260 g 版物の質量 生成物D (分子量: M+14.0) 生成物E (分子量: M+28.0) 6.105 g 7.104g 0.295 g 0.944g (1) 高分子試料 ABおよび生成物 C・D・Eのうちフェーリング液に対して還元性を 示すものをすべて、化合物の記号で答えよ。ただし、下線部(i)の事実に注意せよ。 (2) 下線部(i)の枝分かれ率を試料Aと試料Bで比べると(Aの枝分かれ率): (B の枝分 かれ率) =1xであった。xの値を有効数字2桁で答えよ。 241. <アミノ酸の電離平衡〉 中性アミノ酸であるアラニンは式① のように二段階の電離をする。 〔19 東京慈恵医大 ] CH3 5.0×10 CH3 2010-10 CH3 2 K K₁₂ *H3N-C-COOH Hat *H3N-C-COO + H+ H2N-C-COO +2H+ H 式① 値が大きいほど電離する COOH CH2 Hストル ここで,K, および K2 は第一電離および第二電離の電離定数である。 また、酸性アミノ酸であるグルタミン酸の構造式は図1で表される。 グルタミン酸の電離を式①と同様に表す時、グルタミン酸では不斉炭素 原子に結合しているカルボキシ基の電離が最も大きな電離定数を有する ことに注意する。そのため、グルタミン酸の電離は式 ②のように表される。 CH2 H2N-C-COOH H (図1) Ki [イ + H+ +2H+ エ +3H+ 式 ① ② で表されるように, アミノ酸を水溶液に溶 かすとそのpH に応じて電離状態が変化する。 ここで, アミノ酸内の電荷の総和が全体として0になる pH を等 電点という。図2のようにろ紙上にアミノ酸を滴下して 電流を流すと, 緩衝液(緩衝溶液)のpHに応じてアミノ 酸がろ紙上を移動する。 緩衝液を染み込ませたろ紙 ろ紙の中心を示す線 陰極側 |陽極側 電流を流す前の アミノ酸の位置 (図2) 以下の設問に答えよ。 ただし, (1) (4) (5) Ⅱの解答は四捨五入により小数第1位まで 示せ。 [HI]をもとめる ①式①において,アラニンの第一電離と第二電離の電離定数K, と K2 をそれぞれ 5.0×10 - mol/L, 2.0×10-1mol/L とする。アラニンの等電点を求めよ。 (2) アラニンの緩衝作用は等電点に近づくにつれて大きくなるか,それとも小さくなる

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解答の線を引いているところは何を表しているのでしょうか?

発展例題27 緩衝液 Cl=35.5 Ag=108 →問題343 0.10mol/Lの酢酸水溶液10.0mL に 0.10mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液 5.0mLを 加えて、緩衝液をつくった。 この溶液のpHを小数第2位まで求めよ。 ただし、酢酸の |電離定数をK = 2.7×105mol/L, logio2.7 0.43 とする。 考え方 第1章 物質の変化と平衡 解答 衝液中でも、酢酸の電離平衡 が成り立つ。混合水溶液中の酢 酸分子と酢酸イオンの濃度を求 め、 電離平衡の量的関係を調べ ればよい。このとき,酢酸イオ ンのモル濃度は,中和で生じた ものと酢酸の電離で生じたもの との合計になる。これらの濃度 を次式へ代入して水素イオン濃 を求め, pH を算出する。 (映)BY 0.10x 残った CH3COOH のモル濃度は, 10.0 1000 ・mol -0.10x 5.0 1000 mol (15.0/1000) L -0.0333mol/L 0.10× mol また, 生じたCH3COONa のモル濃度は, 5.0 200 .0 1000 (15.0/1000) L =0.0333 mol/L 混合溶液中の [H+] を x[mol/L] とすると, CH3COOHH+ + CH3COO きく [H+] [CH3COO-] 0.0333 はじめ 平衡時 0.0333-x -0.0333 (mol/L) x 0.0333+x [mol/L] ① K₁=- [CH3COOH] xの値は小さいので, 0.0333-x=0.0333, 0.0333+x= [CH3COOH] 0.0333 とみなすと ②式から [H+] = K』 となるため, [H+]=- xK ② [CH3COO-] pH=-log10 [H+] = -log10(2.7×10-5)=4.57

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2枚目の写真のように電離度をアルファと置いてやるやり方では342の(3)はどんなやり方になりますか?

第Ⅰ章 物質の変化と平衡 OE 解で生 モル濃 おいて のとき、 C EK うら KK= 1006]= ×Kとして [HCO3-] を消去すると, 次のようになる。 [H] [HCO3-] [H+][CO32-] [+][CO] K₁₁XK[H₂CO3] [H+]2 [HCO3-] [H2CO3] ②の電離は無視できるので, 水溶液のpHは, 1 で生じた水素イオンの濃度だけから求められる。 clmol/L], [H+]=x[mol/L] とすると, 1段目の各成分 度は次のようになる。 HCO3H+ + HCO3- 0 0 [mol/L] x [mol/L] x ●電離度をαとおいて解 いてもよい。 OHO の式に代入し, 電離度が1よりも非常に小さいので, cxとコンホー x=c とみなすと, K- [H+][HCO3- THCO3] c-x x2 HODOHO (H+)およびpHは次のように求められる。HOOOHD]] 合 /H*]=x=√/cKai=√2.0×10-2mol/L×4.5×10-mol/L =√9.0×10mol/L |=-logio[H+]=-logiov/9.0×10-9 =-=-108103.0²+4.5=4.02 求めた式に数値を代入すると, =- log10(9.0×10-9) THE [H+]=√/cKa = v2.0×10 -5mol/L×4.5×10-27 mol/L =3.0×10 - mol/L TеMOODHOJ 542 1 0-1000-Hol c=2.0×105mol/Lと比較すると。 1桁違うだけであり [+][HCO3-] _ 中 0-(HOOD HOT 中 よりも非常に小さいとは考えにくい。 したがって x² 000 HO ②c-x=cとみなさずに 計算を行う。 = [H2CO3] c-x LNual 18686221 って整理すると, +Kax-cKa=0 値を代入して解き、二次方程式の解の公式を用いると, +4.5×10-x-9.0×10-12=0 4.5×10-7+√(4.5×10-7)2+4×9.0×10-12 2 4.5×10-7+√20.25×10-14 +36×10-12 2 ルートの中に注目すると, 20.25×10-14は36×10-12に比べて 小さいので、次のように近似できる。 L-4.5×10-7 +36×10-12 z= 2 =2.77×10-6 -4.5×10-7+6.0×10 -6 2 194 単位を省略している。 x>0 なので 解の公 式中の土が一の場合の解 は不適である。 342. 炭酸の電離■二酸化炭素は水に溶解し 炭酸H2CO3 となって電離する。 この電 では、次の2段階の電離手術が成立している。水の電離による水素イオン濃度は無 きるものとして下の各問いに答えよ。 H2CO3H++HCO3- HCO3H++ CO2- 電離定数 Kai=4.5×10-7mol/L 電離定数 Km2=9.0×10-mol/L (1) この電離平衡において, 水溶液中の炭酸イオン CO2のモル濃度[CO」を、電 離定数 Kai, K., 炭酸のモル濃度 [H2CO3], 水素イオン濃度 [H+] を用いて表せ。 (2)ある温度において,炭酸 H&CO』の濃度が2.0×10-2mol/Lの水溶液を調製した。 この水溶液のpHを小数第1位まで求めよ。ただし、上式①における炭酸の電離度に 1よりも非常に小さいものとする。また,K2はK』 に比べて非常に小さく,上式 で表される電離は無視できる。 必要ならば, log103=0.48を用いよ。 345. 期限で et (HA) (2)と同じ温度で,炭酸H2CO の濃度が2.0×105mol/Lの水溶液を調製した。こ の水溶液の水素イオン濃度を有効数字2桁で求めよ。ただし、この場合は,上式に 同おける炭酸の電離度が1よりも非常に小さいとは仮定できない。 思考 343. 緩衝液次の実験1~5について, 下の問いに答えよ。 (岡山大 実験1 濃度 0.20mol/Lの酢酸水溶液 500mL を水酸化ナトリウムで中和した。 実験 2 実験1で中和した水溶液に 0.40mol/Lの酢酸水溶液 300mLを混合して観 液800mLを調製した。 実験 3 濃度 0.20mol/Lの塩酸 200mLを, 水800mLで希釈した。 実験 4 濃度 0.20mol/Lの塩酸200mLを, 実験2の緩衝液 800mL と混合した。 実験 5 濃度 0.20mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液 200mL を 実験2の緩衝液 800ml と混合した。 (問) 実験2~実験5で得られた水溶液のpHを,それぞれ小数第2位まで求めよ。 だし,水のイオン積Kwを1.0×10 -14 (mol/L)?, 酢酸の電離定数K を 2.5×10 mol/L とする。 また, 酢酸の電離度は1よりも十分小さく, 溶解や混合による体 変化は無視する。 必要に応じて, log102=0.30, log103=0.48, logio7-0.85 を用い 思考 論述 グラフ (20首都大学 344. 中和滴定曲線 0.40mol/Lの酢酸水溶液50mLに 同濃度の水酸化ナトリウム水溶液 NaOHag を滴下して 混合液のpHを測定したところ, 図のような滴定曲線が 得られた。 酢酸の電離定数K を 2.0×10 - mol/L, 水 のイオン積 Kw を1.0×10-14 (mol/L)2,√2 =1.4. log102=0.30, log103=0.48 として,次の各問いに答えよ。 (1) 滴定前の点アのpHを小数第1位まで求めよ。 (2) 領域イでpHの変化がわずかである理由を記せ。 (3) 点ウおよび点エのpHを小数第1位まで求めよ。 14 pH 7 ア 0 25 NaOHag 196 235 (10

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(3)の解答の赤文字の意味は、ほぼ電離していないということですか?もしそうだとして、何故このようなことが書いてあるのですか?

発展 2.2× 化銅(II)と硫化亜鉛が沈殿するが,硫化物イオンの濃度を調整り けを沈殿させることができる。 Cu2+ と Zn2+の濃度がともに0.10mol/Lである水溶液に硫化物イオンを加え,一方 の物質だけを沈殿させるためには, 硫化物イオンの濃度をどのようにすればよいか。 濃度の範囲を不等式で示せ。 また, 生じる物質の化学式と色を答えよ。 □116 電離定数と緩衝液 次の文章を読み,あとの各問いに答えよ。ただし,25℃に おける酢酸の電離定数を2.8 × 10 - mol/L とし,混合によって溶液の体積の総和は変 説化しないものとする。 式量: NaOH=40logio2=0.30, logio 2.8=0.45, log107 = 0.85 弱酸とその塩、または弱塩基とその塩を含む混合水溶液で,酸や塩基を加えても pHがほとんど変化しないものを緩衝液という。例えば, 25℃において (a) 0.20mol/L の酢酸水溶液100mLと0.10mol/Lの酢酸ナトリウム水溶液100mLを混ぜることによ り、緩衝液をつくることができる。 酢酸の電離平衡はアのように表される。 また, 酢酸ナトリウムは水中で完全 電離するので,イのように表される。 酢酸と酢酸ナトリウムの緩衝液では, イの反応で生じる多量の(ウ)のために,酢酸水溶液だけの場合と比べてpH は(エ)なる。(h)この緩衝液に塩基を少量加えた場合,塩基が多量に存在する。 (オ)と反応するため, pHはほとんど変化しない。 逆に, 少量の酸を加えても 酸が多量に存在する(ウ)と反応するため, pHはほとんど変化しない。 (1)上の文章中の | | に適する化学反応式を入れよ。 (2)上の文章中の( )に適する語句を,次の語群から選んで入れよ。 [語群] ナトリウムイオン 酢酸イオン 酢酸ナトリウム 酢酸 大きく 小さく一定に (3) 下線部(a)について,この緩衝液のpHを求めよ。 (4) 下線部(b)について, この緩衝液に水酸化ナトリウム 0.40gを加えたときのpHを 求めよ。 8章 化学平衡 79 (2) ウ・・・酢酸イオン エ・・・大きく オ・・・酢酸 CH3COO +H+イ・・・ CH3COONa → (3) 4.3 (4) 4.9 S= 82 3編 化学反応の速さと平衡

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滴定率の考え方がわからないです。酢酸と酢酸イオンは0.01:0.99だと考えてしまいました。教えて頂きたいです。よろしくお願いいたします。

となることか C 中和滴定の終点の決定には酸塩基指示薬が用いられる。 酸塩基指示薬は,それ自体が酸ま たは塩基としてはたらき, 酸型と塩基型で色調が異なる有機色素である。 いま、指示薬Xが 1価の弱塩基であり,次式の平衡によって色調の変化を生じるとする。 塩基型 X + H2O → XH+ + OH 酸型 指示薬 X の塩基解離定数 K は次式で与えられる。 A Kb [XH+][OH] 本橋 \lo 08.0 Join OS.0) = [X] 溶液中で指示薬の酸型または塩基型のどちらか一方の濃度が他方の濃度の10倍以上になっ たときに変色が完全に起こったと目視で判別できるものとすると, 指示薬の変色域のpH 範囲 は指示薬の K, と± (プラスマイナス) とを用いた式で コと表される。 00図1(a)の水酸化ナトリウムによる酢酸の滴定では, 滴定率 0.99~1.01 において pH の値 がサシ の範囲で変化する。 したがって,このpH範囲内で変色する種々の指示 薬を用いて, 滴定終点の水酸化ナトリウム添加量を当量点P に対して ±1%以内の誤差で決定 することができる。これに対して、 図1(b)のアンモニアによる酢酸の滴定では,当量点 Qの 前後のpH 変化量が小さいため, 使用できる指示薬が限られることがわかる。

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(d)で全ての沈殿はFに存在すると書いてあるのですが何故そうなるのか教えて頂きたいです。よろしくお願いいたします。

分子式の二 をしたと 還元性を 比は何% させ、 体液とし ところ 質量の 最も 順天堂大―医 2019年度 化学 次の各問いの答えを弊合用紙に記しなさい。 ただし計算問題の解答は答えのみを記し、 計算式 を記す必要はない。 また, 有効数字は3桁としなさい。 濃度未知の水酸化ナトリウム水溶液 (A 水溶液) と濃度未知の硫酸水溶液(B水溶液)を用いて 下の実験をおこなった。 【実験Ⅰ】 水溶液100mLを完全に中和したところ, 0.200mol/Lの硫酸ナトリウム(Na2SO) 水溶液と B水溶液を水で希釈し濃度を1/10 倍した水溶液(この水溶液をC水溶液とする)を用いて、 A なった。 【実験Ⅱ】 A水溶液を水で希釈し濃度を5/8倍した水溶液 (この水溶液をD水溶液とする) 320mLをB 水溶液を用いて完全に中和したところ, 80.0mLを要し, 硫酸ナトリウム水溶液となった。 で、この溶液にD水溶液を追加で加えて完全に中和したところ, 240mLの硫酸ナトリウム水溶 A 水溶液100mLをB水溶液を用いて中和しようとしたが, 誤って中和点を超えてしまったの 【実験Ⅱ】 液となった。 次の各問いに答えなさい。ただし,溶液を加えることによる体積変化は,加えた溶液の体積に 等しいとする。 問1 次の問い(a)~(d)に答えなさい。 (a) 【実験Ⅰ】において, 中和に必要としたC水溶液は何mLか。 (b) A 水溶液の水酸化ナトリウムのモル濃度は何mol/Lか。 (C) B水溶液の硫酸のモル濃度は何mol/Lか。 (d) 【実験Ⅲ】において追加で加えたD水溶液は何mL か。 問2 無水硫酸ナトリウムは60℃において水100gに45.0g, 20℃において20.0g溶解し, 32.4℃を境にしてそれ以下の温度では十水和物 (Na2SO4・10H2O) で存在する。 【実験】~【実験】でできた硫酸ナトリウム水溶液を温度60℃に保って水を蒸発させ,そ れぞれの水溶液を120mLとした。 120mLにした 【実験Ⅰ】 の水溶液が入った容器を E, 【実験ⅡI 】 の水溶液が入った容器をF. 【実験Ⅲ】 の水溶液が入った容器をGとする。 E,F, Gを図のような密閉された装置にセットし, 連結コックを閉じた状態にした。次の問い (a)~

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問4の考え方がわからないです。何故回答のような計算式になるのでしょうか?教えて頂きたいです。よろしくお願いいたします。

エタノールの飽和蒸 気圧を測るために, 図 1のような装置を用い た。 目盛りのついたガ ラスびんの中に, 水を ゆっくりと滴下して, 水蒸気で飽和した空気 を送り出す。 この空気 は塩化カルシウム管を 通り、完全に乾燥され 総合演習 水 ガラスびん 塩化カルシウム管 圧力計 図1 外気圧 エタノール 恒温槽 東京大 2 恒温槽の温度を310Kに保って, この温度におけるエタノールの飽和蒸気圧を測定し (70 た。 水蒸気で飽和した空気をガラスびんから 0.60L送り出したところ, 0.20gのエタ け高く保たれていたとする。 ガラスびんから送り込まれ乾燥された空気が, 温度 310K, ノールが蒸発した。 ただし, このときガラスびん内の圧力は外気圧より, 30mmHgi 圧力 760mmHgで単独で占める体積は何〔L〕 か, 有効数字2桁で記せ。 解答には求め 問3 問2において, 蒸発したエタノールが温度 310 K, 圧力 760mmHgで単独で占める 方や計算過程も記すこと。『AYA010 体積は何〔L〕か, 有効数字2桁で記せ。 解答には求め方や計算過程も記すこと。 4 310Kにおけるエタノールの飽和蒸気圧は何mmHg か, 有効数字2桁で記せ。 問5 310Kにおける水の飽和蒸気圧は 47mmHgである。 ジメチルエーテル、ジエチル また後,一定温度に保たれたエタノール中に導入される。 空気は, エタノールと接触を繰り返 すうちに、エタノール蒸気で飽和して, 大気中へ放出される。 このように一定体積の空気を 送り出した後,残ったエタノールの質量を測定し,蒸発したエタノールの質量を求めた。 下記の問1~ 問5に答えよ。ただし, 外気圧は 760mmHg, 室温は 300 Kに保たれ、 ガラ スびん内の温度は室温に等しいものとする。また,ガラスびんから塩化カルシウム管までの 圧力は外気圧より高く, 塩化カルシウム管以後の圧力は外気圧に等しいとする。 300Kにお ける水の飽和蒸気圧は27mmHg, 原子量はH=1.0,C=12.0, 16.0, 気体はすべて理 想気体とし、 気体定数はR = 8.3×10°Pa・L/(K・mol), 760 mmHg = 1.01×10 Pa とする。 問1 エタノールで飽和した温度T, 体積Vの空気が大気中へ放出されたとする。 ガラスび んから送り込まれて乾燥された空気が温度T, 圧力 760mmHgで単独で占める体積を V, この操作で蒸発したエタノールが同じ条件で単独で占める体積を V2 とする。 V, V, V2の間に成り立つ関係を式で記せ。 解答には求め方や計算過程も記すこと。 PV=nRT T エーテルの760mmHg における沸点はそれぞれ248K, 307 Kである。 これらの値を もとに,下の(1), (2) を分子の構造に基づいて各々70字以内で説明せよ。 少ない (1)水とエタノールの飽和蒸気圧の違い 水社合→夜→気になる分が (2) ジメチルエーテルとジエチルエーテルの沸点の違い 12310 I 問2 (760+30-27)×0.6 3 300 310 P V= h R 7760+30 0.6 27 760 Vi R 問4 P V = 760mg1g V2 h 012 R 園 分子量のちゃん 300 ←リートから推測できる分 310 46310 pho 29 Vi Vit v2 = V とた 01 Xamom082

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