1、206温度依存性,化学反応速度温度影響受速度定数示反応温度問題多場合25(一般的標準温度) 37(平常時人間体温)温度熱力学変数熱力学速度論関係考察温度速度定数関係1889年Arrhenius ()提案式,式,式,平衡定数温度依存性rxnH: 反応変化,R: 気体定数Arrhenius反応物分子,高不安定中間体間平衡想定,式類似関係提案変化反応活性化(activation energy) EA平衡定数反応速度定数 k 変形両辺積分,(5章 P154 式(5.19),両辺指数対数右辺第二項定数A 式 (Arrhenius equation) 定数A:前指数項(pre-exponential fa
2、ctor)(頻度因子)異温度速度定数実験値EAEA既知別温度速度定数予測可能式(2050)自然対数式直線方程式形EA, A,、温度T1, T2速度定数k1, k2、EA,課題 ,P. 788,課題 ,P. 788,課題 ,P. 789,20.7反応機構素反応,分子,実際反応式通進全反応化学量論表分子,水素酸素分子別化学反応各段階素反応(elementary process)素反応組合,最終生成物様子反応機構(reaction mechanism)反応化学量論決定比較的簡単反応機構明容易速素反応、不安定中間体含,反応物分子最終生成物変化様子逐一追跡不可能反応機構正証明,困難推定反応機構 支持実験
3、結果示 別反応機構正示(例)溶液中反応対法気相反応対超高速分光法手法解析素反応考察,手法触,(例1),最初素反応気相中二分子衝突,結合組替起OH反応(水酸化物注意)素反応生成物 (OH)OH水素原子酸素原子一結合中性二原子分子合計電子数奇数(典型元素化合物)奇数電子化合物反応性高寿命短(radical)(free radical)呼OH価電子数規則違反安定化合物問題,素反応考指針,化学種三次元空間内相互作用,素反応一二分子出会,衝突考,三分子出会時反応性物質容器壁衝突素反応(衝突分子過剰吸収)素反応一二(非常三)原料物質含,素反応足合全体反応式当然,全反応機構考忘,推定反応機構実験的求全反応速
4、度式矛盾重要同時有用指針速度式濃度項指数,反応物次数,化学反応式化学量論係数一致必要素反応速度式,過程化学量論決素反応,次数代反応分子数(molecularity)使用,素反応他可能性反応,化学種電荷中性分子中間体多分子,素反応足合,(例2),考素反応,素反応含化学種生成物一部,残最終生成物,素反応速度, 素反応速度 集全体反応速度超高速測定素反応速度測定可能 素反応速度知全体速度理解有用素反応速度全体反応速度 全体反応速度最遅素反応速度(最遅素反応全体反応支配) 全体反応支配素反応律速段階(rate-determining step),律速段階全体反応速度,律速段階素反応,場合、素反応反応速
5、度、全体反応速度,反応速度段階速度指(素反応全体)明確必要 素反応化学量論式決定 全体 化学量論式律速段階決定可能,課題 4,P. 789,20.8定常状態近似,素反応速度式全体反応速度式得通常速度式測定可能量使(例) 速度式立H2O2量使 OH 物質量使好 (中間体寿命短各反応時刻濃度測定困難)速度式,簡単測定反応物(生成物)量使示律速段階中間体反応?,次二段階反応仮定B:定量困難中間体、A, C:通常化学種(定量可能)二番目素反応遅(律速段階)最初素反応速進,反応詰通常反応平衡反応最初素反応平衡AB量比一定、変化反応 反応機構定常状態近似 (steady-state approximation),定常状態近似用速度解析,定常状態近似 律速段階得速度式,実験的求速度式 関係可能 推定速度式律速段階化学量論式使用 律速段階前段階平衡,測定可能出発原料 (反応物)量使速度式導出可能速度式二導出方法平衡定数用方法中間体濃度仮定方法,平衡定数用方法,最初段階平衡平衡定数二段階目律速段階上式k, K定数 K = k 、,中間体濃度仮定方法,正反応速度式 逆反応速度式中間体B濃度一定(定常状態仮定)中間体B生成速度,中間体B濃度二段階目律速段階定数部分 k 、,