化学変化が起こると何で+熱エネルギーが生じるのですか?誰かわかりやすく教えてください。

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  • 登録:2010/07/18 22:22:56
  • 終了:2010/07/19 11:39:45

ベストアンサー

id:garyo No.5

garyo回答回数1782ベストアンサー獲得回数962010/07/19 01:54:57

ポイント25pt

安定した状態になるときはエネルギーを放出し、不安定な状態になるときはエネルギーを吸収します。

例えばボールを転がす時、下り坂では位置エネルギーが運動エネルギーに代わり、坂の上に押し上げるためにはエネルギーがいるようなものです。

発熱する反応はそれがその物質にとって安定な状態であり、エネルギーを与えなければいけない状態はその物質にとって不安定な状態です。

例えば、鉄は酸化して熱を放出しますが、単体の鉄に戻すためにはエネルギーが必要です。

その他の回答(6件)

id:suppadv No.1

suppadv回答回数3552ベストアンサー獲得回数2682010/07/18 22:30:58

ポイント10pt

化学変化では、

+熱エネルギーが生じる場合と

-熱エネルギーが生じる場合との両方があります。



+熱エネルギーが生じる場合が多いのですが、それは、-熱エネルギーが生じる場合は熱を与えないと起きないので自然に起きることが無いからです。

燃焼は、熱エネルギーの生じるもっともわかり易い例ですが、これの逆の化学変化もあります。その場合は、エネルギーを使って元に戻す作業が必要です。


スチールウール(鉄)に火をつけると発熱して、酸化鉄に変ります。

酸化鉄を酸素の無い状況で、高熱で熱すると鉄に戻ります。

id:kyokusen No.2

きょくせん回答回数824ベストアンサー獲得回数862010/07/18 22:41:53

ポイント20pt

http://www.geocities.co.jp/Berkeley-Labo/6829/matome/matome03.ht...

 ここの図がわかりやすいかなぁ、と。

 分子などは原子がいくつかの結合を起こして出来ているのはもうご存知のことかと思います。

 この結合は即ちエネルギーで、それを切ったり付けたりする際にエネルギーの出入りが発生する訳です。

 燃焼は酸化という化学反応……例えばサイトの一番下にある黒鉛(炭素)の燃焼は炭素が酸素と結びついて二酸化炭素になる反応な訳ですが、この場合炭素や酸素が持っているエネルギーが二酸化炭素が持っているエネルギーより小さい為、それが外部に放出されて、熱が発生する訳です。

 内部エネルギーについては熱化学・物理化学の研究範囲なので申し訳ないのですが私では詳しい説明が出来そうにありませんorz

id:gday No.3

gday回答回数383ベストアンサー獲得回数712010/07/18 22:45:12

ポイント20pt

化学変化の前と後で質量が変化します。

その質量の変化分だけのエネルギー(e=mc^2)が熱となって発生したり吸収したりします。


http://www1.odn.ne.jp/~cew99250/html/R_3.html

閑話休題

どんな化学反応においても、結果として熱(エネルギー)を発する場合、反応前と反応後の質量の総和は反応後の方がわずかに小さい。逆に、その反応が熱を奪う(温度を下げる)反応であれば、反応後の質量の方が大きい。

えっ!と思う人が多いはずである。質量がエネルギーに変わる、と思っていた人でも、それは、核反応でしか起こらないと思っていたであろう。しかし違う。エネルギーが発生するときは、必ず質量が失われている。逆にエネルギーが失われた場合は、その分質量が生まれている(化学反応程度では極微量なので、「質量は保存する」と教わるが、正しくは「質量保存則」と「エネルギー保存則」はふたつでひとつの法則なのである)。


http://www.kutl.kyushu-u.ac.jp/seminar/MicroWorld3/3Part3/3P31/n...

「化学反応における発熱反応」

つまり,反応の前における 結合エネルギーの 合計よりも, 反応後の 結合エネルギーの合計が 大きい場合, その増加分だけ 反応生成物の質量の 合計が減少し, その減少分が エネルギーとなって 放出され, 発熱反応となる わけです.

id:hanako393 No.4

hanako393回答回数1142ベストアンサー獲得回数872010/07/19 00:37:00

ポイント5pt

熱反応が生じないものは、化学反応とよばないからです。

id:garyo No.5

garyo回答回数1782ベストアンサー獲得回数962010/07/19 01:54:57ここでベストアンサー

ポイント25pt

安定した状態になるときはエネルギーを放出し、不安定な状態になるときはエネルギーを吸収します。

例えばボールを転がす時、下り坂では位置エネルギーが運動エネルギーに代わり、坂の上に押し上げるためにはエネルギーがいるようなものです。

発熱する反応はそれがその物質にとって安定な状態であり、エネルギーを与えなければいけない状態はその物質にとって不安定な状態です。

例えば、鉄は酸化して熱を放出しますが、単体の鉄に戻すためにはエネルギーが必要です。

id:rsc96074 No.6

rsc回答回数4359ベストアンサー獲得回数3982010/07/19 08:32:41

ポイント20pt

 こちらは参考になるでしょうか。

●[PDF] 『化学変化のとき,どうしてエネルギーが出入りするの?』

★ 結論 (・o・)♪

化学変化は,(  原子  )の結びつき方が変わる変化である。物質のもつエネルギ

ーは,原子の種類や組み合わせによって違うので,化学変化の前後では,物質全体に含ま

れるエネルギーの大きさが変化する。その差のエネルギーが,(  熱  )や電気,音,

光などの形で出入りする。

 ⇒(^^)/ 化学変化によって,物質がもつエネルギーの大きさが変化するから,その差のエネルギーが

出入りすることになるんだね。

http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:h9eapKIBZV8J:www.sing....

http://www.sing.co.jp/chugaku/hattensuugaku/file/3hannounetu.pdf

●楽しい高校化学(第3章-第1講)

物質は、それぞれ固有のエネルギーをもっている。物質が変化したり、状態が変化すると、もってるエネルギーも変化する。

このエネルギーの変化は、熱の出入りとなって現れる。この熱を反応熱といい、ふつう25℃,1atmの状態における物質1molあたりの値で示される。

・例) C(黒鉛) + O2(気体) → CO2(気体)の反応(燃焼)

この反応では、反応物のもつエネルギーの総和は、生成物のエネルギーの総和よりも大きい。

したがって、その差に相当する熱(394kJ)が放出される。このように熱が発生する反応を発熱反応という。

http://www2.yamamura.ac.jp/chemistry/chapter3/lecture1/lect3011....

※参考URL

●NHK高校講座 | 化学 | 第11回 物質の変化 反応熱と熱化学方程式

http://www.nhk.or.jp/kokokoza/tv/kagaku/archive/resume011.html

http://www.nhk.or.jp/kokokoza/tv/kagaku/archive/chapter011.html

id:kuro-yo No.7

くろょ回答回数169ベストアンサー獲得回数292010/07/19 11:10:28

ポイント20pt

重要な事は他の方が既に回答されてますので、補足のみですが、

化学変化が起こると何で+熱エネルギーが生じるのですか?

熱が、様々なエネルギーの形態のうちで、もっとも発生しやすいからです。

化学反応の最中に出入りしたエネルギーの総和が0でない時、余ったエネルギーは放出され、逆に不足の場合は周囲からエネルギーを奪います。

エネルギが余る場合、余ったエネルギーを光として(=電磁波として)放出したり、電位差を生じたり、運動の状態が変わったり音を出したり、あるいは熱になったりします。化学反応の中身に応じて、これらのいくつかが組み合わさった形でエネルギーを放出する事になります。必ず熱のみが発生するとは限らないわけです。

ところで、化学平衡の状態では、常時化学反応が起きていますが、全体で見るとエネルギーの過不足はありません。一方が放出したエネルギーを他方で吸収する、を繰り返しているからです。

  • id:imo758
    化学変化は+熱エネルギーが発生する反応に限るわけがない。質問がおかしい。
  • id:kyokusen
     いやいや、マイナスの場合も熱エネルギーの出入りですから、この表記でもよろしいでしょう。冷熱源って言葉があるくらいですしね。

     そもそもkoko24さんは化学があまりお得意ではないところを一生懸命学びたいとしておいでの方だと私は認識しております。ですんで、まぁ、それくらいは文間を読んで応じるべきだと思うのですよ。

     確かに、突き詰めて言えば化学反応に必要なエネルギー源を光に求めている場合もありますけれど、そのあたりにまで話を広げてしまうと収拾がつかなくなりますし、総論で当たるか、各論で当たるかという選択であれば本質問は決して的を外してはいないと思います。

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