2020年 7月 の投稿一覧

保健体育や生物の授業で体内のことを聞いて気分が悪くなる。。

保健体育や生物の授業を聞いていて、血とか心臓の話になると気持ち悪くなる人はいませんか?

気持ち悪いって言っても死にそうなくらい気分が悪くなります。

僕の症状では、まず血の気がサァーっと引いていきます。

次に、暑かろうが寒かろうが汗が出てきて、視界が砂嵐のように見えなくなり、耳も聞こえなくなり、指が硬直するんです。

ここまでくると、座っているのもきつくなります。。

このまま症状が進めば失神します。(一回だけ失神したことがあります)

横になって10分ほどたてばすぐに良くなるのですが。。

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アトキンス物理化学 10版 6C・3(a)&(b)の解答

アトキンス物理化学 6C・3(a)解答

ネルンストの式は、$$E_{cell}=E_{cell}^\circ-\frac{RT}{\nu F}lnQ$$

デバイ‐ヒュッケル極限法則は$$log\gamma_\pm=-A|z_+z_-|I^{\frac{1}{2}}$$

この電池の半反応式は$$Ag+Br^-\rightarrow AgBr+e^-\quad -0.0713V$$ $$Cd^{2+}+2e^-\rightarrow Cd\quad -0.40V$$よって、この電池の標準電池電位(\(E_{cell}^\circ\))は-0.4713Vである。

ネルンストの式より$$E_{cell}=-0.4713-\frac{8.31\times 298}{2\times 9.65\times 10^4}lnQ$$ $$=-0.4713-1.28\times 10^{-2}lnQ$$

反応商の求め方は$$Q=\frac{生成物の活量}{反応物の活量}$$

この反応は$$Ag(s)+Br^-(aq)+Cd^{2+}(aq)\rightarrow AgBr(s)+Cd(s)$$である。固体の活量は1であるから、$$Q=\frac{1}{a_{Br^-}a_{Cd^{2+}}}$$ $$=\frac{1}{\gamma_{Br^-}^2\gamma_{(Cd^{2+})}}\frac{(b^\circ)^2}{b_{Br^-}^2b_{(Cd^{2+})}}$$ 問題文より、臭素の質量モル濃度は0.050mol/kg。カドミウムの質量モル濃度は0.010mol/kg。であるから反応商は$$Q=\frac{1}{\gamma_{Br^-}\gamma_{(Cd^{2+})^2}}\frac{1}{0.050\times 0.010^2}$$

まだ、活量係数が分からないので、デバイ‐ヒュッケルの極限法則を使うにはイオン強度が必要なので$$I=\frac{1}{2}\sum_{i}z_i^2(\frac{b_i}{b^\circ})$$

KBr溶液のイオン強度は$$I_{KBr}=\frac{1}{2}(1^2+1^2)0.050$$ $$=0.050$$

よって、Brの活量係数はデバイヒュッケルの極限法則より、$$log\gamma_\pm=-0.509\times 0.050^{\frac{1}{2}}=-0.114$$ $$\gamma_{Br}=0.769$$

Cd(NO_3)_2溶液のイオン強度は$$I_{Cd(NO_3)_2}=\frac{1}{2}(2^2\times 0.010+1^1\times 0.02)$$ $$=0.030$$

Cdの活量係数はデバイヒュッケルの極限法則より、$$log\gamma_\pm=-0.509\times 2\times 0.030^{\frac{1}{2}}$$ $$=-0.176$$ $$\gamma_{Cd}=0.667$$

よって、反応商は$$Q=\frac{1}{0.667\times 0.769^2}\frac{1}{0.050\times 0.010^2}=1.01\times 10^5$$

$$E_{cell}=-0.47-1.28\times10^{-2}ln(1.01\times 10^5)$$ $$=-0.62V$$

アトキンス物理化学 6C・3(b)解答

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必要な知識

ネルンストの式は、$$E_{cell}=E_{cell}^\circ-\frac{RT}{\nu F}lnQ$$

デバイ‐ヒュッケル極限法則は$$log\gamma_\pm=-A|z_+z_-|I^{\frac{1}{2}}$$

以上。おつかれさま

アトキンス物理化学 10版 6C・2(a)&(b)の解答

アトキンス物理化学 6C・2(a)解答

(i)

この反応の電池構造は、イオン化傾向を考慮して

$$Zn|ZnSO_4(aq)||CuSO_4(aq)|Cu$$

であるから、標準電池電位は1.10Vになる。

(ii)

この反応の電池構造は、イオン化傾向を考慮して $$H_2\rightarrow 2H^++2e^-$$ $$AgCl+e^-\rightarrow Ag+Cl^-$$ $$Pt|H_2(g)||AgCl(s)|Ag(s)$$であるから、標準電池電位は0.22Vになる。

(iii)

$$H_2\rightarrow 2H^++2e^-$$ $$O_2+4H^++4e^-\rightarrow 2H_2O$$

$$Pt|H_2(g)|H^+(aq)|O_2(g)|Pt$$

標準電池電位は+1.23Vになる。

アトキンス物理化学 6B・1(b)解答

しばしおまちよ。。

必要な知識

高校の知識で十分戦えると思います。。。

以上。お疲れさまでした。

アトキンス物理化学 10版 6C・1(a)&(b)の解答

アトキンス物理化学 6C・1(a)解答

(i)

$$Zn \rightarrow Zn^{2+}+2e^-\quad +0.76V$$ $$Ag^+ +e^-\rightarrow Ag\quad +0.80V$$ $$Zn+2Ag^+\rightarrow Zn^{2+}+Ag$$ 標準電池電位は1.56V

(ii)

$$Cd \rightarrow Cd^{2+}+2e^- \quad 0.40V$$ $$2H^++2e^-\rightarrow H_2$$ $$Cd+2H^+\rightarrow Cd^{2+}+H_2$$ 標準電池電位は0.40Ⅴ

(iii)

$$[Fe(CN)_6]^{4-}\rightarrow [Fe(CN_6)]^{3-}+e^-$$ $$Cr^{3+}+3e^-\rightarrow Cr $$ $$3[Fe(CN)_6]^{4-}+Cr^{3+}\rightarrow 3[Fe(CN)_6]^{3-}+Cr$$ 標準電池電位は-1.10V

アトキンス物理化学 6B・1(b)解答

しばしおまちよ。。

必要な知識

電池の表記法は左側は酸化されてイオンになって、右側が還元される。

化学反応式を計算のために数倍しても標準電池電位は変わらない。

アトキンス物理化学 10版 6B・2(a)&(b)の解答

アトキンス物理化学 6B・2(a)解答

lnKの関係式は$$lnK=-1.04+-1088/T+1.51\times 10^5/T^2$$

400Kの時のlnKは$$lnK=-2.8625$$より、

$$\Delta _rG^\circ=-8.31\times 400\times -2.8625$$ $$=9.36kJ/mol$$である。

ファントホッフの式より$$\frac{dlnK}{d1/T}=-\frac{\Delta _r H^\circ}{R}$$ $$\Delta _r H^\circ=-R\frac{d}{d1/T}(-1.04+-1088/T+1.51\times 10^5/T^2)$$ $$=-R(-1088+3.02\times 10^5/T )$$ $$-8.31(-1088+3.02\times 10^5/400)$$ $$2.77kJ/mol$$

$$\Delta G=\Delta H-T\Delta S$$ $$9.36=2.77-400\Delta S$$ $$\Delta S=-16.5J/K*mol$$になる。

アトキンス物理化学 6B・1(b)解答

しばしおまちよ。。

必要な知識

横軸を温度。縦軸にlnKをとった時の傾きを表したものであるファントホッフの式は以下のように表せる。$$\frac{dlnK}{dT}=\frac{\Delta _r H^\circ}{RT^2}$$ 変形すれば$$\frac{dlnK}{d1/T}=-\frac{\Delta _r H^\circ}{R}$$という形にで表せる。

アトキンス物理化学 10版 6A・11(a)&(b)の解答

アトキンス物理化学 6A・11(a)解答

平衡状態においては、反応ギブスエネルギーは0なので$$\Delta _r G^\circ=RTlnK$$ $$=8.31\times 298\times ln(3.9\times 10^{-11})$$ $$59.4kJ/mol$$

$$\Delta _r G^\circ=\Delta _r G^\circ(CaF_2,aq)-\Delta _r G^\circ(CaF_2,s)$$ $$59.4kJ/mol=\Delta _r G^\circ(CaF_2,aq)+1167kJ/mol$$ $$\Delta _r G^\circ(CaF_2,aq)=59.4-1167=-1108kJ/mol$$

アトキンス物理化学 6A・7(b)解答

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必要な知識

特になし。。

以上。お疲れさまでした。

アトキンス物理化学 10版 6A・10(a)&(b)の解答

アトキンス物理化学 6A・10(a)解答

$$\frac{1}{2}N_2+\frac{3}{2}H_2\rightleftharpoons NH_3$$

この反応の反応商は$$Q=\frac{4}{1\times \sqrt{3}}$$ よって、反応ギブスエネルギーは$$\Delta _rG=-16.5\times 10^3+8.31\times 298\times ln\frac{4}{1\times \sqrt{3}}$$ $$=-14.4kJ/mol$$ よって、反応ギブスエネルギーは負の値になるのでアンモニアが生成する方向に反応が進む。

アトキンス物理化学 6A・7(b)解答

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必要な知識

反応ギブスエネルギーは横軸に反応進行度・縦軸にギブスエネルギーをとった時の傾きを表しているので、この値が正だと逆反応が。この値が負だと正反応が。0だと平衡状態であるということが分かる。

以上。お疲れさまでした

アトキンス物理化学 10版 6A・9(a)&(b)の解答

アトキンス物理化学 6A・9(a)解答

任意の進行段階における反応ギブスエネルギーは$$\Delta _r G=\Delta _r G^\circ +RTlnQ$$で表されるから、

反応商は生成物の活量と反応物の活量の商で求められるため、反応商は生成物と反応物の圧力の商でも導くことができるので

$$Q=\frac{p_{isoborneol}}{p_{borneol}}$$で導ける。

イソボルネオールの圧力は$$600\times\frac{3}{4.5}=400$$

ボルネオ―ルの圧力は200ということが分かるので、反応商は2である。

よって反応ギブスエネルギーは$$\Delta _r G=9.4+8.31\times 503\times 2$$ $$=12.3kJ/mol$$になる。

アトキンス物理化学 6A・7(b)解答

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必要な知識

反応商は$$Q=\frac{生成物の活量}{反応物の活量}$$で表せられるということ。

任意の進行段階における反応ギブスエネルギーは$$\Delta _r G=\Delta _r G^\circ +RTlnQ$$で表されるということ

以上。お疲れさまでした。

アトキンス物理化学 10版 6A・8(a)&(b)の解答

アトキンス物理化学 6A・8(a)解答

(i)

$$2A+B\rightleftharpoons 3C+2D$$

ABCD合計
仕込み量2114
平衡になるまでの変化量-0.6-0.30.900.6
平衡における物質量1.40.70.901.64.6
モル分率0.0870.370.1960.384

(ii)

$$K_x=\frac{(0.196)^3(0.384)^2}{(0.087)^2(0.370)}$$ $$=0.3266\sim 0.33$$

(iii)

$$K=\frac{\frac{p_C}{p^\circ}^3\frac{p_D}{p^\circ}^2}{\frac{p_A}{p^\circ}^2\frac{p_B}{p^\circ}}$$ $$=\frac{(0.196)^3(0.384)^2}{(0.087)^2(0.370)}\times (\frac{p}{p^\circ})^2=0.33$$

(iv)

平衡時に反応ギブスエネルギー0になるから、$$\Delta _r G^\circ= -RTlnK=-(8.31\times 298\times ln0.326)=2.8kJ/mol$$

アトキンス物理化学 6A・7(b)解答

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必要な知識

活量a=\(\frac{p}{p^\circ}\)で表せて、モル濃度を活量で置き換えたもので平衡定数が導き出せる。

以上お疲れさまでした。