２２章以降 化学反応の速度 本章 ◎ 反応速度の定義とその測定方法の概観 ◎ 測定結果 ⇒ 反応速度は速度式という微分方程式で表現

Presentation on theme: "２２章以降 化学反応の速度 本章 ◎ 反応速度の定義とその測定方法の概観 ◎ 測定結果 ⇒ 反応速度は速度式という微分方程式で表現"— Presentation transcript:

1

2 ２２章以降 化学反応の速度 本章 ◎ 反応速度の定義とその測定方法の概観 ◎ 測定結果 ⇒ 反応速度は速度式という微分方程式で表現
２２章以降　　　化学反応の速度 ◎　反応速度の定義とその測定方法の概観 ◎　測定結果　⇒　反応速度は速度式という微分方程式で表現 　　　　　　　　　　　　　　・反応物および生成物の濃度に依存 ◎　速度式の解　⇒　反応の開始以後，任意の時刻における物質の濃度を予測 ◎　速度式のかたち　⇒　反応が起こるときの一連の素ステップの内容 　　　　　　　　　　　　　　・提案された機構から速度式をつくり，それを実験と比較 　　　　　　　　　　　　　　・単純な素ステップは単純な速度式 　　　　　　　　　　　　　　・いろいろな近似とそれらの組合わせ 　　　　　　　　　　　　　　・反応の律速段階という概念 　　　　　　　　　　　　　　・反応中間体に関する定常状態の近似，前駆平衡 本章　 ◎　反応速度の測定、解釈　 　　　　　　　⇒　化学反応速度論の研究の原理を紹介

3 実験的な化学反応速度論 ◎ 反応の速度論的な解析の第一歩 ・反応の量的関係を決定 ・副反応があればそれを同定 ◎ 反応速度論の基礎データ
◎　反応の速度論的な解析の第一歩 　　　　　・反応の量的関係を決定 　　　　　・副反応があればそれを同定 ◎　反応速度論の基礎データ 　　　　　・反応開始後いろいろな時刻における反応の原系と生成系の濃度 ◎　通常の化学反応の速度　　温度に敏感 　　　　　⇒　実験では反応混合物の温度は反応の間ずっと一定に保持 　　　　　　　　＃気相反応　　大きな金属の塊に容器を接触させて行う 　　　　　　　　＃液相反応　　流動法での反応も含めて，効率のよい恒温槽 ◎　低温での反応研究 　　　　　　　　＃星雲の中で起こる反応の研究 　　　　　　　　　　　反応気体の超音速膨張　⇒　10 K　の低温 　　　　　　　　＃液相や固相での実験 　　　　　　　　　　　冷却した液体や気体を反応容器のまわりに流通 　　　　　　　　　　　液体 He (4 K)、液体 N2 (77 K) の利用 ◎　非等温の条件　　 　　　　　　　　＃高価な医薬品の保存期間 　　　　　　　　　　　一つの試料をゆっくりと昇温

4 22・1 実 験 法 ◎ 濃度の監視法 関与する物質および濃度が変化する速さに依存 ・多くの反応 分～時間の単位で熱力学的平衡に到達
22・1　実　験　法 ◎　濃度の監視法　　　関与する物質および濃度が変化する速さに依存 　　　・多くの反応　　分～時間の単位で熱力学的平衡に到達 　　　　　　　　　⇒　濃度変化の追跡に数種の方法が使用可能 (a) 　反応の進行度の監視 ◎　少なくとも１成分が気体である反応の場合 　　　・定容系では全圧が変化 　　　　　　　　　⇒　反応の進行度は圧力の時間的変化を記録すれば追跡可能

5

6 p0 V ＝ n R T p V ＝ [n (1 ＋ 3/2 α)] R T

7 課題　１

8 ◎　分光光度法　　　ある特定のスペクトル領域の吸収強度の測定
　　　　・広い応用範囲 　　　　・反応混合物中の１物質が測りやすいスペクトル領域で 　　　　　強い特有な吸収を示すときは特に有力 　　　　　　＃ 　　　　　　　　臭素による可視光の吸収を測れば追跡可能 ◎　溶液の電気伝導率測定　　溶液中のイオンの数やタイプが変化する場合 　　　　　　　　中性分子がイオンで置換　⇒　伝導率に大きな変化 ◎　pH測定　　　水素イオンが生成したり消費されたりするとき ◎　その他　　発光スペクトル，質量スペクトル(MS)，ガスクロマトグラフィー(GC)， 　　　　　　　　　核磁気共鳴(NMR)，電子常磁性共鳴(ESR) など (b) 種々の分析方法の応用　　（省略）

9 22・2 反応速度 (a) 速度の定義 体積一定( = V)、ある瞬間の成分 J の濃度: [J] 反応物 R のある瞬間の消費速度：
22・2　反応速度 (a) 　速度の定義 　　　　体積一定( = V)、ある瞬間の成分 J の濃度: [J] 　　　　反応物 R のある瞬間の消費速度： 　　　　 ＞ 0 （R は A または B ） 　　　　生成物 P のある瞬間の生成速度： 　　　　　　　　　　　　 ＞ 0　（P は C または D ） 　　　　反応の量関係から，

10 したがって，この反応に関して数種の速度が存在
同じ反応を記述するのに，数種の異なる速度があるのは不便 　　⇒　反応進行度　　　　　　　　　　　　　　　により反応速度を定義 　　　　　　　　　　　　　　　　　⇒　　 　　　　体積一定の場合、　　　　　　　　　（モル濃度）を使って νA = －1, νB =－2　　νC = 3, νD = 1

11 1 [mmol] = 10-3 [mol] 1 [mol] = 6.0×1023 [molecules] 1 [dm3] = 103 [cm3]

12 課題　２

13 課題　３ p. 884 演習