Transcript モノカルボン酸の中和反応～実験と理論

【化学班】
大澤 祐介
多田 直弘
西村 有史
ＭＯＰＡＣ使用の動機

ＷｉｎＭＯＰＡＣを書籍の付録で
偶然入手
⇒中和熱の実験に応用出来るの
では？
研究方法

実験上の中和熱を測定
 計算上の中和熱を測定

２つの結果を照らし合わせ、考察
実験結果（３回の平均値）
mol/l
1.0
0.50
0.25
ＣＨ３ＣＯＯＨ
ml
Δt
100
11.5
100
6.1
100
3.37
kJ/mol
55.3
55.1
58.7
ＮａＯＨ
mol/l
ml
10
15
10
8.0
10
4.0
kJ/mol
50.7
50.0
54.6
ＮａＯＨ
mol/l
ml
10
15
10
8.0
10
4.0
ＨＣｌ
mol/l
1.0
0.50
0.25
ml
100
100
100
Δt
10.53
5.53
3.13
計算方法
計算による理論値
生成熱〔ｋＪ〕
Ｈ２Ｏ
Ｈ３Ｏ＋
－248.93211
194.63179
ＯＨ－
－584.15337
ＣＨ３ＣＯＯＨ
－459.08558
ＣＨ３ＣＯＯ－
－928.49869
計算結果
酢酸の濃度〔ｍｏｌ/Ｌ〕
中和熱〔ｋＪ〕
１．０
－134.054
０．５
－133.996
０．１
－133.755
塩酸
－108.343
Ｋａ
Ｋｈ
ｐＫａ
2.75423×10-5
3.63078×10-10
4.56
ＭＯＰＡＣの考察

(計算値＞実験値)だが傾向は一致

水和水などの要素？
⇒複雑な要素を考慮に入れる必要
原因追求
HCl
NaOH
HCl
Na+
H3O+
Cl-
Cl-
Na+
Na+
in H2O
H 2O
OHOH-
in H2O
in H2O
原因追求
－COOH
NaOH
－COOH
Na+
H 2O
OH-
－COO-
H3O+
－COOH
Na+
－COO-
Na+ in H2O
Na+
OH-
in H2O
OH-
in H2O
in H2O
（加水分解はほとんど見られないので無視できる）
原因追求

エネルギー図を比較
 実験結果と理論
⇒カルボキシル基が原因では？
実験結果（３回の平均値）
mol/l
ml
Δt
kJ/mol
0.5
ＨＣＯＯＨ
50
3.35
56.1
0.5
ＣＨ３ＣＯＯＨ
50
3.3
55.2
0.5
ＣＨ３ＣＨ２ＣＯＯＨ
50
3.2
50
2.93
ml
ＮａＯＨ
0.56
53.6
ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＯＯＨ
0.5
mol/l
49.1
50
平衡
－
Ｏ
＋
Ｈ
Ｏ
Ｈ
Ｈ
Ｈ
－
平衡
Ｏ
Ｃ
＋
－
Ｈ
Ｏ
Ｏ
Ｈ
Ｈ
－
中和
Ｏ
Ｈ２Ｏと出会う
Ｃ
＋
－
Ｈ
Ｏ
－
Ｏ
Ｈ
Ｏ
Ｈ
Ｈ
－
中和
Ｏ
中和完了！
Ｃ
－
Ｏ
Ｏ
Ｈ
Ｈ
Ｏ
Ｈ
Ｈ
－
中和
Ｏ
ＯＨ－と出会う
Ｃ
－
Ｏ
Ｈ
－
Ｏ
Ｈ
－
中和
Ｏ
中和完了！
Ｃ
－
Ｏ
Ｈ
Ｏ
Ｈ
加水分解
－
Ｏ
Ｈ３Ｏ＋と出会う
Ｃ
－
Ｏ
＋
Ｈ
Ｏ
Ｈ
Ｈ
加水分解
－
Ｏ
Ｈ２Ｏと出会う
Ｃ
－
Ｏ
Ｈ
－
Ｏ
Ｈ
考察

電離度大⇒水和で安定
－
結論
Ｈ
－
Ｏ
Ｏ
Ｃ
－
Ｏ
Ｈ
エネルギー発生
〔in H2O〕