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化学 高校生

芳香族の範囲なのですが反応に使われなかった塩化ベンゼンジアゾニウムがフェノールに変わるというのが分からないです。なぜそのようになるのか教えて頂きたいです。よろしくお願い致します。

(窒素を含む芳香族化合物①) 次の文章を読み,以下の問いに答えなさい。ただし,原子量はH=1.0,C=12.0,N=14.0,O= 16.0とする 濃硝酸と 塩酸と アの混合物をベンゼンと反応させると, | が得られる。 ① イ を得ることができる。 イ に濃 I は有機溶媒に溶けやすく水に を作用させて還元すると I は溶けにくいが,塩酸には溶ける。 I |を希塩酸に溶かし,氷で冷却しながら亜硝酸ナトリウム水溶液と反応させるとジアゾ化が 起こり、塩化ベンゼンジアゾニウムが生じる。 塩化ベンゼンジアゾニウムの水溶液を冷却しながら, オ を溶かした水酸化ナトリウム水溶液を加えると,最終的にアゾ基をもつヒドロキシアゾベン ゼンを得ることができる。 芳香族アゾ化合物の多くは色彩豊かであるため染料や顔料, pH指示薬など として用いられる。 問1 ア ~ オ にあてはまる適切な化合物名を入れなさい。 2 I を検出するための呈色反応で使用する試薬の名称を一つ答えなさい。 また. その呈色反 応後の色についても答えなさい。 問3 下線部 ①に関して, I | が塩酸に溶ける理由について 45字以内で答えなさい。 と 問4 下線部 ②および下線部 ③に関して,構造式を用いて,それぞれの反応の化学反応式をかきなさ はい。 問5 下線部 ③に関して, 塩化ベンゼンジアゾニウムの水溶液を冷却(5℃以下) する理由を 45字以内 で答えなさい。 問6 4.65gの I と5.17gの オ を用いてp-ヒドロキシアゾベンゼンの合成を行った。し HO-HO-HO- かし,下線部 ③での冷却が不十分であったために,得られたp-ヒドロキシアゾベンゼンの収量は | は何gになるか。 有効数字2桁で答えなさい。 ただし、 8.91gであった。 反応後に存在したオ 下線部③での不十分な冷却の影響以外は反応が完全に進行したとし,反応後は酸性条件下における十 分な後処理を行ったものとする。 HO (千葉大)

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化学 高校生

至急です!!酸と塩基についてなんですが、、 この問題の解説をお願いしたいです…🙏 ちなみに答えは ①2.0 ②0.50 ③CH₃COOH ④60 ⑤30 ⑥12 ⑦2.5 (数字は全て有効数字2桁) (7)2 (8)イ です そこまで詳しい解説でなくても全然良いのでお願いし... 続きを読む

問6 食酢中に含まれる酢酸の質量パーセント濃度を求めるために、西川くんと岩土くんが以下のような実験手順に 従い中和滴定の実験を行った。 その後、実験結果に従って2人で相談しながら食酢中の酢酸の濃度を求め た。 以下の文章を読んで、 下の問いに答えよ。 【思考・判断・表現】 ただし、食酢中の酸としてはたらく物質は酢酸のみとし、酢酸の電離度をα=0.020、薄めた食酢の密度は 1.2g/cm² とする。 【実験手順】 (I) 食酢を、(a) ホールピペットを用いて10mL 正確にはかり取り、(b) メスフラスコに入れた。 (II) メスフラスコに純水を標線まで加えて、 正確に食酢の濃度を 1/10 に薄めた。 (Ⅲ) 薄めた食酢をホールピペットで10mLはかり取り、(c) コニカルピーカーに入れた。 (IV) コニカルビーカーにpH指示薬としてフェノールフタレイン溶液を数滴加えた。 (V) (d) ビュレットに 0.10 mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液 (以下NaOHaq と記す) を入れて、 中和滴定を開始 した。 (VI) (A) 溶液の色の変化に注意しながら滴定を進め、 あるところで中和点とみなして滴定を終了した。 【実験結果 】 滴定前と滴定後の目盛りの差を読み取ったところ、 中和点での NaOHaq の滴下量は 5.0mLであった。 【西川くんと岩土くんの会話】 西川くん 中和点では、 (酸の物質量×価数)=(塩基の物質量×価数) が成り立つんだよね。 岩土くん:じゃあまず NaOHの物質量から考えると、濃度が 0.10 mol/L で滴下量の体積が5.0mL だから、 (①) mol だと分かるね。 西川くん:そうだね、 じゃあ、さっきの(酸の物質量×価数) = (塩基の物質量×価数) の式から、薄めた食酢 10mL中には酢酸が (②) mol含まれていることが分かったね。 岩土くん:このことから、薄めた食酢中 10mL中に含まれる酢酸の質量が求められるんじゃないかな、、、 西川くん:そうか! 酢酸の化学式は [③] で、モル質量は (④) g/molだから、(②) mol を質量にすると (⑤) g になるね。 岩土くん 西川くん 体積が10mL だから、 (⑥) だね。 :薄めた食酢全体の質量については、密度が1.2g/cm²、 最後に、薄めた食酢中に含まれる酢酸の質量パーセント濃度を求めると、 x100= (⑦) % となるね。 岩土くん:そういえば最初に食酢の濃度を1/10 に薄めていたね。 だから、 さらに10倍すると元の食酢中に含まれ る酢酸の質量パーセント濃度が求められるね。 西川くん: 食酢中の酢酸の割合って意外と小さいんだな、、、。 (7) 元の食酢の pH を整数で求めよ。 (8) この実験の pH曲線はどのような形なるか。 下のア~エから1つ選び、記号で答えよ。 PH PHI pH 10 7 4 1 (ア) 滴下量 [mL] [PH [ (イ) 10- 7 4 滴下量 [mL] 10 7 4 滴下量 [mL] 10 7 4 滴下星 [mL]

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化学 高校生

この補足24の説明がわかりません なぜ[CH3 COO-]がその足し算でもとまるのかも意味不明です。 できるだけ丁寧に教えていただきたいです。 この補足24は、滴定曲線の弱酸と強塩基の反応において最初のグラフの傾きがなぜ強酸強塩基の反応に比べて大きいのかについての補足です。

第3章 酸と塩 が垂直に立ち上が 滴定曲線は前ペーン pHjump の中点がその である。 一方、pHが5→6への 当している。しかし、 い。このことから、 pH を1→2へ変化さ ということになる まではなかなか変化し めである。 やかに上昇していく P だけならばpH=13 20mL のNaClag ができ [mol/L] となる。 和点はpH=7となっ 考えていこう。 見つけるのは困難であ こ立ち上がっているか んど変わりはない。 よ 的に中和点の範囲内と 薬の変色域が、その なる。たとえば, 0.10 3311の広範囲に見 L) 10 (ml.) 14 20.10mol/L CH3COOHaq 10mL を 0.10 mol/L NaOHaq で滴定する場合 12 酢酸は弱酸であり,0.10mol/L における電1000 離度αを0.01 とすると,滴定開始時のpH は次の通りである。 [H+]=0.10×0.01=1×10-3 [mol/L] pH=3 NaOHaqを加えていくと, 滴定のごく初期 のpH変化は,強酸の場合に比べて思ったよ りも大きい。しかし, すぐに緩衝溶液 (p. 323) の領域に入るため, pH はあまり変化し ない状態が長く続いたあと, 中和点に近づく と,ほぼ pH 6→11の範囲でpHjump が見ら れる。 中和点を過ぎると, 過剰のNaOHのためpHは少しずつ大きくなっていく。 弱酸強塩基の滴定曲線は,一般に右上図のような形となり, 強酸−強塩基の場合に比 べると, pHjump の範囲が狭く, また全体として塩基性側に偏っている。 このような場 合, pH指示薬の選択には注意が必要である。 したがって,塩基性側に変色域をもつフェノールフタレインは,この滴定の指示薬と して使用できるが, 酸性側に変色域をもつメチルオレンジは, 中和点に達するかなり前 に変色が始まるため,この滴定の指示薬としては不適当となる。 補足 ? 滴定前には, [CH3COO-] と [H+] はいずれも1.0×10-3 〔mol/L] ずつ存在していた。 ここへ 0.10mol/L NaOHaqを1mL加えたとする。 まず, CH3COOH + NaOH→ CH3COONa+H2O の中和反応により, [CH3COONa] = 0.10× 1=(0.10×1000)+1000≒9.1×10 [mol/L] pH CH3COONa は水溶液中で完全に電離するので, 10 8 4 2 3-6 中和反応と塩317 0 酢酸 + NaOHの 中和点 HCI + NaOHの 中和点 酢酸 0.10 mol/L HCI フェノール フタレイン の変色域 [CH3COOH] [CH3COO-] メチルオレ ンジの変 色域 5 10 15 0.10 mol/L NaOHaq 滴下量 〔mL] 弱酸と強塩基の滴定曲線 [CH3COO-]=1.0×10- +9.1×10-3=1.1×10-² [mol/L] となり、滴定前に比べておよそ10倍にもなっている。 上式の中和反応後の状態を考えると, 水溶液中にはCH3COOH CH3COO+H+ の電離平衡が成り立つ。 中和反応で減少したHを補うために, 上式の電離平衡が右向きに移動するはずであるが, 中和によって生じた CH3COO による共通イオン効果 (p. 262) により, CH3COOHの電離が抑 制される結果, [H+] は滴定前に比べてかなり小さい状態で平衡状態となる。 このことは, NaOHaq 1mL加えただけで, pHが思った以上に上昇することを示す。 詳説] 弱酸に強塩基を加えて中和する場合, 混合水溶液のpHつまり [H+] がどのように変化 するかは,結局,酢酸の電離定数で決まってしまう。 変形して [CH3COO-] [H+] [CH3COOH] [H+]=Ka- Ka= 変形後の式で、中和されて生じた [CH COO-] と中和されずに残っている[CH3COOH] との [-] は塩基を少しずつ加える限り、 わずかずつしか減少しない。 Ka [CH COOH] / 「 問 問3 問

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化学 高校生

最後の⑤と⑥が解説を読んでもよく分からなかったので噛み砕いて説明して頂きたいです。

B © 209〈指示薬の合成 (1) -ヒドロキシアゾベンゼンの合成と同様の反応を利用すると, スルファニル酸とジ る。 メチルアニリンを原料にして, pH指示薬として知られるメチルオレンジを合成でき H2N- -SO3H 〔操作1] スルファニル酸の結晶を温めた炭酸ナトリウム水溶液に溶かし、冷やし (2) じる。 ながら亜硝酸ナトリウム水溶液を加え、さらに濃塩酸を加えると化合物Xが生 [操作2] 別の容器にジメチルアニリンを入れ, 塩酸を加えて溶かす。 CH3 CH31 ジメチルアニリン スルファニル酸 [操作3] 〔操作1] で合成したXの溶液に〔操作2〕の溶液を加え,さらに水酸化ナ トリウム水溶液を加えると, メチルオレンジの結晶が得られる。 ① (a), (b)の反応の反応名を答えよ。 酸化合物 119 ② メチルオレンジの構造式を書け。 [09 関西大〕. (2) フェノールと無水フタル酸(構造式 ① を加熱して縮合させると, フェノールフ タレインが生成する。 フェノールフタレインは以下に示すように、溶液のpHによっ て分子構造が変化することで変色する。 フェノールフタレインの②基は炭酸水素 ナトリウム水溶液とは反応 ③ が,水酸化ナトリウム水溶液とは反応 した がって、フェノールフタレインの変色域はおよそ⑤である。また,構造Bは ⑥色である。 HO. LOH OJOH (構造 A) (構造B) ①⑥ に適する構造式, 語句などを書け。ただし,⑤ は次の数値から選べ。 変色域 (pH) 3.1~4.4 4.2~6.2 4.5~8.26.07.6 8.0~9.8 [11 近畿大〕 -(j) のうちのいく

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化学 高校生

化学基礎です。 埋まってないところを教えてください!

pH指示薬とpHの測定 ・指示薬の色が変化するpHの範囲。 指示薬 pH 2 4 5 6 7 8 9 10 チモールブルー 赤 黄 メチルレッド 黄 ブロモチモールブルー メチルオレンジ (MO) の変色域 pH 3.1 ~ 4.4 フェノールフタレイン(PP) の変色域 pH 8.0~9.8 ブロモチモールブルー (BTB) pH 6.0 ~ 7.6 *リトマスの変色域は明確でない。 ☆pHの測定には,次のような方法もある。 ① 万能 pH試験紙を使う。 ② pHメーターを使う。 身近な物質のpH 食酢 pH = 約 2.5, セッケン pH= 9~10, 胃液 pH = 1.5~2.0 「『酸性」 55 中性 弱 塩基性 pH 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 [H+] [mol/L] 1 10-110-2 10310-10-10 10-7 10- 10-10-10 10-10-1210-1310-14 [OH-] [mol/L] 10-14 10-13 10-12 10-11 10-10 10-10-10-710°10'10-10-310-210-1 1 みかん だいこん 生活の中 レモン のpH ソース 食 [ 牛乳 セッケン水 植物の灰を 入れた水 しょうゆ 人体中 尿 PH 血液 0.1 mol/L HCI CH3COOH [NaCl NH3 水 NaOH 水溶液のpH 雨水がさまざまな物質を溶かし込んで比較的強い酸性を示すことがある。一般に, pH= ( 以下の雨を( )という(通常でも, 雨は空気中の二酸化 炭素を溶かし込んで, pH=5.7程度を示す)。 ... 水溶液のpHによって色が変化する試薬。 (胃液) 涙 など。

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