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反応速度論とメカニズムの解析

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反応速度論とメカニズムの解析

その加えるべく最小のエネルギーを、一般的に「活性化エネルギー activation energy 」といいます。

  • 物質量ではなくモル濃度を使う理由は、反応速度は体積の影響を受けるからです。

  • 以上のことより、平衡を支配する要因で、外部から変化させることができるのは、「濃度・圧力・温度」の 3 因子であるというが分かります。

  • 001s単位であなたの反応速度をチェックできます。

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iC Kineticsソフトウェアによる速度論モデルは濃度および温度の反応への影響をシミュレーションするために使用されます。

  • この K の値は、反応の種類や温度によって異なりますが、 1 つの化学反応では、温度が一定ならば、 K は一定の値になります。

  • このことは、熱力学第二法則でも、「可逆反応ではエントロピー S は一定であり、不加逆反応ではエントロピー S は増加する」と表現されています。

  • つまり、エントロピー S は、粒子の濃度と負の相関があります。

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つまり、エントロピー S が大きいほど、微粒子の配置の仕方は多様になるので、乱雑さは大きくなります。

  • したがって、温度や活性化エネルギーは、反応速度定数 k の中に含まれることになります。

  • この方法では反応初期の数分間のデータのみが使用され、その後のデータは使用されません。

  • ところで、エントロピー S は、乱雑さの指標になる値です。

反応速度論とメカニズムの解析

例えば、ある物質 1 mol を反応させるとしましょう。

  • 例として、塩化水素 HCl と水酸化ナトリウム NaOH の中和反応を考えてみましょう。

  • どんな初期反応条件がもっともよい収率となるか?どんな反応経路か?どんな反応メカニズムか? これらは、in situ分析用いた連続的な反応進行モニタリングによるReaction Progress Kinetic Analysis (RPKA)の基礎となります。

  • 触媒を加えると、反応の仕組みが変わって、活性化エネルギーが小さくなるため、活性化エネルギー以上の運動エネルギーを持つ分子の割合が増加します。

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スマホ版になった場合はリロードしてみてください。

  • 反応物の濃度を大きくする 化学反応を進行させるためには、反応物同士の衝突が必要不可欠です。

  • これらの式から分かることは、温度 T が大きいほど、反応速度定数 k が大きくなり、反応速度 v が増加するということです。

  • 化学反応では、生成物を作るときに、結合を 1 回切らなければならないので、結合エネルギーの大きい分子などは、化学反応が起こりにくいのです。

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実際の反応機構は、予想よりも複雑である場合が多く、いくつかの反応が組み合わさって進む場合があるのです。

  • 3 表面積による反応速度の違い 温度を上げる 温度を上げると、高い運動エネルギーを持った分子の割合が増加します。

  • 1 のようにグラフを作るのが困難な場合、濃度の時間微分によって、反応速度を求めることができません。

  • 色が変わるまでのタイミング(時間)に少し幅をもたせてあります。

反応速度論とメカニズムの解析

5 触媒は活性化エネルギーを小さくする 以上のことより、反応速度 v は、次のような式になることが想定できます。

  • 反応速度定数 k と温度 T は、実験により測定可能な値なので、このグラフより、傾きを求めることができます。

  • 化学平衡 水素 H 2 とヨウ素 I 2 の混合気体を、断熱密閉容器に入れて高温に保つと、分子間の激しい衝突が起こり、一部が化合して、ヨウ化水素 HI が生成してきます。

  • 触媒は、新たな活性化状態を作って、活性化エネルギーを小さくし、反応速度を大きくする効果があるのです。

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PC版・スマホ版はデバイスにより自動で切り替わりますが、キャッシュを削除するとPCでもスマホ版になることがあります。

  • 一方、Reaction Progression Kinetics Analysis (RPKA)では、 in situ測定から得られる反応成分の濃度変化を実験全体から集め、反応挙動を正確に捉えます。

  • 0 kJ この反応を進行させるためには、まずは反応物の粒子同士が衝突しなければなりません。

  • 7 エンタルピー H は系の持つエネルギーを表す エントロピー 「エントロピー entropy 」とは、系の乱雑さの指標となる状態関数のことです。




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