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羽島校
2020/10/18
化学反応と活性化状態(大西)

本日も高校3年生に化学の補習授業をしました。

 

本日のお題は「化学反応と活性化状態」というものでしたが、理解してくれてたら幸いです。

 

中々高校生には難しいと感じるところかな~と思います。

 

(以下は受験で化学が必要な人に対して書いています)

要は、化学反応と言ってもすべてがすぐさま反応しているわけではなくて、反応物の

 

分子同士が衝突をしてその分子たちの持つエネルギー和(単純に和ではないが)が活性化状態を

 

越えていけるエネルギー以上になっていなければ単に完全弾性衝突(分子の衝突は完全弾性衝突です)

 

をして速度を交換するだけで、生成物とはならずにまた散らばっていくってことです。

 

だから、たまたまぶつかり合った反応物の分子同士のエネルギー和が、たまたま活性化エネルギー以上

 

になっていたら生成物と成り得るってことなんですね。

 

つまり衝突する確率を上げてやれば反応する確率も上がるわけで、その確率を上げる操作が反応速度

 

を上げる方法と言えますよね。

 

よって、確率を上げる方法としては「気体・液体の濃度を上げる(単位体積当たりの個数を増やせばよい)」

 

「分圧を上げる(物質量に比例するためこれも個数を増やすことと同値)」「固体なら細かくして表面積を増

 

やす(面積が大きくなれば衝突する確率は上がる)」というのがありますね。

 

単純に活性化エネルギーを下げる方法もありますね。それが「触媒を添加する」です。

 

触媒は反応の速度を上げると習いますが、それは活性化状態にさせるために必要なエネルギーを下げる

 

ことなんですね。

 

さらに反応物の分子自身の運動エネルギーを上げてやるって方法もあります。分子の運動は熱に依存し

 

ているので、単純に高温にしてあげれば上がります。そうすれば、衝突した際のエネルギー和が活性化状態

 

を越えることのできるエネルギー以上を持つ割合(確率)が上がるので反応速度は増しますね。

 

以上を問われるような問題が試験にも出ているのでしっかり理解して忘れないようにしておいて欲しいです。

 

それでは受験勉強頑張って下さい(^^)/

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