　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（林　正幸）　ひとつ前の質問（ｑ９９－０２０）に戻る。ｑ９９－０２１テルミット反応で必要な酸化鉄とアルミニウムの量は？ｅｔｃ質　問この前、理科の時間にテルミット反応の実験をしたのですが、少し疑問に思うことがありました。＊アルミニウム箔より粉末を用いるのはなぜですか？＊酸化鉄からテルミット反応を用いて、純鉄２２３２０ｋｇをつくるには　どれだけベンガラとアルミニウムが必要なのですか？　その計算方法を教えて下さい。説　明　　＊アルミニウム箔より粉末を用いるのはなぜですか？　一般に化学反応は物質どうしが出会って（衝突して）はじめて反応することができます。反応物質が固体の場合は反応の種類にも依りますが、できるだけ両方の接触が大きくなるようにしてやらないと反応しにくいわけです。こうしてテルミット反応は粉末どうしで、よく混合してから点火をします。ちなみに温度を高くしてやると、原子や分子の熱運動が激しくなって反応しやすくなるのです。　　＊酸化鉄からテルミット反応を用いて、純鉄２２３２０ｋｇをつくるには　　　どれだけベンガラとアルミニウムが必要なのですか？　反応する物質の量を計算するためには、反応式が必要です。　　　　Ｆｅ2Ｏ3 ＋２Ａｌ―→ Ａｌ2Ｏ3 ＋２Ｆｅ　　　　酸化鉄（Ⅲ）　　　　ベンガラ反応式を見るとベンガラ（Ｆｅ2Ｏ3）１つとアルミニウム（Ａｌ）２つが反応してそのとき鉄（Ｆｅ）２つが生成するがことが分かり、これはベンガラ１ｍｏｌとアルミニウム２ｍｏｌが反応して鉄２ｍｏｌが生成することを意味します。１ｍｏｌは物質が６×１０＾２３個であり、物質量（ｍｏｌ）は個数の単位と考えてよいことを思い出してください。まず鉄を２ｍｏｌつくるにはベンガラが１ｍｏｌ必要であることに注目します。　次にｍｏｌをｇに換算します。そのためには次の関係を学習したはずです。　　　　１ｍｏｌの質量はその物質の原子量や分子量など（式量）に　　　　　　　　　　　グラム単位を付けた量である。こうして原子量　　　　Ｏ＝１６　　Ａｌ＝２７　　Ｆｅ＝５６から次の量が分かります。　　　　鉄（Ｆｅ）１ｍｏｌ＝　５６ｇ　　　　鉄（Ｆｅ）２ｍｏｌ＝１１２ｇ　　　　ベンガラ（Ｆｅ2Ｏ3）１ｍｏｌ＝１６０ｇ　結局つくる鉄と必要なベンガラの質量比は１１２／１６０となり、この比はいつも一定のはずです。そこで鉄２２３２０ｋｇに必要なベンガラをｘ［ｋｇ］とすると次の方程式ができます。　　　　１１２／１６０＝２２３２０／ｘこれを解いて　　　　１１２ｘ＝２２３２０×１６０＝３５７１２００　　　　ｘ＝３１８８６つまり必要なベンガラはおよそ３１９００ｋｇです。　次に鉄を２ｍｏｌつくるにはアルミニウムが２ｍｏｌ必要であることに注目すると次の方程式ができ　　　　１１２／５４＝２２３２０／ｙ　　　　ｙ＝１０７６１必要なアルミニウムはおよそ１０８００ｋｇと分かります。ｑ９９－０２２酸・塩基の規定度からｐＨを求める方法を教えてください質　問　１規定塩酸、０.１規定塩酸の理論上のｐＨの求め方を教えてください。０.１ｍｏｌ／ｌといっしょになって、分からないんです。化学は化学Ａしかやったことがなく、参考書を見てもわかりません。説　明　酸性・塩基性の強さや中性は、すべて水素イオンのモル濃度で表現できます。そしてｐＨはその指数部分の符号を変えた数値です。たとえば　　　　中性　［Ｈ+］＝１０^-7 はｐＨ７です。　現在高校ではモル濃度は教えても規定度は教えません。モル濃度は　　　　「溶液１［ｌ］当たりに溶質が何モル溶けているかという数値」です。これに対して酸・塩基の規定度は（酸化・還元の規定度もあります）　　　　「溶液１［ｌ］当たりに、酸性を示す水素が何モル含まれているか、　　　　　あるいは塩基性を示す水酸基が何モル含まれているかという数値」です。たとえば　　　　１ｍｏｌ／ｌ塩酸（ＨＣｌ）　の規定度は１［Ｎ］　　　　１ｍｏｌ／ｌ硫酸（Ｈ2ＳＯ4）の規定度は２［Ｎ］となります。　もうひとつの問題は酸や塩基の強弱です。酸の方で説明すると、塩酸のように１００％水素イオン（と塩化物イオン）に電離していると言えるものが強酸です。　　　　ＨＣｌ ―→ Ｈ+ ＋Ｃｌ- これに対して酢酸は通常１％程度が水素イオンに電離していて、このようなものは弱酸と呼ばれます。　　　　ＣＨ3ＣＯＯＨ ―→ ＣＨ3ＣＯＯ- ＋Ｈ+ 　したがって１［Ｎ］塩酸の水素イオンのモル濃度は　　　　１ｍｏｌ／ｌ＝１０^0となり、そのｐＨは０です。また０.１［Ｎ］塩酸の水素イオンのモル濃度は　　　　０.１ｍｏｌ／ｌ＝１０^-1となり、そのｐＨは１です。これに対して弱酸ではその電離度を考慮しないと水素イオンのモル濃度が分かりません。　以上は最小限の説明です。さらに疑問があればまたメールを送ってください。　ひとつ先の質問（ｑ００－００１）に進む。林正幸と主万子の始めのホームページ（to our initial Home Page）にもどる。