語彙
| English | 意味 |
|---|---|
| chlorate/ˈklɔːreɪt/ | 塩素酸塩 |
| disproportionation/ˌdɪsprəˈpɔːʃəneɪʃn/ | 自己酸化還元反応 |
| water purification/ˈwɔːtə ˌpjʊərɪfɪˈkeɪʃn/ | 浄水 |
| bacteria/bækˈtɪərɪə/ | 細菌 |
水を清浄化するための化学
- 塩素は水酸化ナトリウムと2通りで反応する。
- どちらの場合も、塩素は**自己酸化還元（歧化）**を起こす。
- 少量の塩素もまた、水を飲料水として安全にする。
探索
塩素反応ルート
水道処理から酸化還元反応まで塩素を追跡せよ。
実践
塩素は水と反応して水道水の消毒に用いられる混合物を形成する。
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
亜塩素酸を形成し、これが微生物を殺す。
水酸化ナトリウムとの反応
- 冷たい希NaOH → 塩化物 + 亜塩素酸ナトリウム(塩素酸(I)):
$$\text{Cl}_2 + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{NaCl} + \text{NaClO} + \text{H}_2\text{O}$$
- 熱い濃NaOH → 塩化物 + 塩素酸(V):
$$3\text{Cl}_2 + 6\text{NaOH} \rightarrow 5\text{NaCl} + \text{NaClO}_3 + 3\text{H}_2\text{O}$$
- どちらの場合も、塩素の酸化数は0から上がりと下がりの両方に変化し、歧化反応となる。
塩素はプールの微生物を殺すために添加される
実践
塩素と冷たい希釈水酸化ナトリウムは:
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O（亜塩素酸塩）；熱した濃NaOHでは塩酸ナトリウムになる。
実践
これらの塩素とNaOHの反応は歧化反応である。なぜなら塩素は:
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
一部の塩素は−1（塩化物）へ、一部は+1または+5（塩素酸塩）へ行く——同じ元素が双方に変化する。
実践
塩素と水酸化ナトリウムの反応において、塩素は酸化も還元も受ける。
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
それこそが歧化反応である。
実践
各塩素反応とその生成物/役割を対応させよ。
難易度 2/5 · 140 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
各項目は用語を正しい意味と結びつける。
水処理
- 水に少量の塩素を添加する:
$$\text{Cl}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{HOCl} + \text{HCl}$$
- 活性種であるHOClおよびClO⁻が細菌を殺害し、水を飲料水として安全にする。
塩素が臭素を置換する: 溶液は橙色になる
実践
塩素は飲料水を安全にするのはなぜか:
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
Cl₂ + H₂O ⇌ HOCl + HCl；HOClとClO⁻が細菌を殺す。
水処理における塩素
- 塩素は水と反応して亜塩素酸を形成し、これが微生物を殺滅する。
- 有毒ガスを使用することによるリスクよりも、安全な飲料水という利益の方が優れていると評価されている。
理解できましたか
Key idea
- 塩素 + 冷たい希NaOH → NaCl + NaClO (塩素酸I); + 熱い濃NaOH → NaCl + NaClO₃ (塩素酸V)
- どちらも歧化反応である（Clは0から上および下へ変化する）
- 塩素は水を清浄化する: $\text{Cl}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{HOCl} + \text{HCl}$ ; HOClが細菌を殺害する