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物理化学

(日本語) 速度/熱(平衡)的反応の、エネルギーと生成物の比率

Sorry, this entry is only available in Japanese.  反応座標と計算科学 有機化学をやっていると、よく出てくるのが反応熱を用いた議論ですね。 この熱量で選択性はどうなるのか? 反応は進行するの? これらを理解するには、次の二点をしっかりと理解することが大切です。 平衡反応なのか、速度論反応なのか。   温度と活性化障壁 反応座標の解説については過去記事をご覧ください。 「反応座標」 20kcal/mol以下ならば、室温で反応が進行します。 室温のエネルギーは 数kcal/mol ですが、ボルツマン分布に従うと、特定の割合の分子が、10~20kcal/molのエネルギーを獲得するため、このエネルギーでも反応が進行します。 以上は、加熱が必要です。 30付近になると、「一般的に反応は進行しない」と考えます。     反応速度と生成比 反応条件下における生成物の比率を考察する際には、原料と生成物の反応経路に 可逆性があるか=平衡反応 可逆性がないか=速度論的反応 が重要です。 反応を行っている条件で、正反応の活性化エネルギ障壁、逆反応の活性化エネルギー障壁を超えるエネルギー(加熱)が外部より加えられているかにより決定します。   平衡反応における生成物比 平衡反応は、正反応と逆反応どちらも進行する状態のことです。 原料から生成物に向かう活性化エネルギーを超えており、生成物原料に向かう経路の活性化エネルギーも超えている状態です。 この場合、原料と生成物の比は、それぞれの原料(ΔG)と生成物(ΔG)の熱力学的安定性の差(ΔΔG)に依存します。 http://computational-chemistry.com/blog/2016/01/13/kcal/ こちらのポータルサイトに記述されていますが、 3.0 kcal/mol の差があると存在比が約 99:1 、 1.7 kcal/mol の差があると存在比が約 9:1 0.5 kcal/mol の差があると存在比が約 7:1 になると言われています。 たしか、ΔG = ΔG0 + RTln(生成物/原料) の ΔΔG で求められるはずです。   速度論的反応の生成比 逆反応が進行しない場合逆反応のEaが非常に大きいとき、ガスが発生する場合 または、低温での反応で速度論に従った反応が進行します。 速度論反応は、反応速度定数kの比率で、生成物の比が決まります。 遷移状態のエネルギー差が X kal/mol あった場合 反応の速度比は10のX乗程度の違いが生じます。 また、10℃温度上昇すると、反応速度は2倍になります。   すいません、この先編集中です 引用文献 http://computational-chemistry.com/blog/2016/01/13/kcal/ http://ccc.chem.pitt.edu/wipf/courses/2320_06-files/IB_Kinetics&Thermodynamics.pdf http://www.jsac.or.jp/bunseki/pdf/bunseki2014/201403nyuumon.pdf Click to access kinetics.pdf

(日本語) 浸透圧

Sorry, this entry is only available in Japanese. 浸透圧は束一的性質に分類されます。 溶液中の溶質量依存的に浸透圧が上昇します。 浸透圧といえば、式が有名です。 編集中

(日本語) ポテンシャルエネルギー曲線

Sorry, this entry is only available in Japanese. ポテンシャルエネルギーとは よく化学の授業とかで、反応座標とポテンシャルエネルギーの図が出ますよね。あのラクダの背中みたいなやつです。 あの図について解説します。 画像は作成中です A-B  +  C  → A + B-C という反応では、最初の登り坂は、AとBの結合が切れて不安定な状態に向かっていく上り坂なんです 外部からエネルギーを受け取って、結合が切れるということ。 一方、下り坂は、フリーになったBとCが結合を作り、安定な物になるために下っていきます。

(日本語) 平衡

Sorry, this entry is only available in Japanese. 平衡は科学で最も大切な考え方 溶解平衡 化学反応の平衡 編集中です

(日本語) 【塩の性質】酸性塩・塩基性塩の特徴

Sorry, this entry is only available in Japanese. 塩の性質について 塩の性質を知ることは、医学薬学的に実は大きな意味を持ちます。 高校の化学でも出てくるのですが、その重要性が分からずに、よくおろそかにされます。 Check Point!! ・酸性塩は塩基性水溶液に溶けやすい ・塩基性塩は酸性水溶液に溶けやすい ・ 塩と言ったら最初に思い浮かべるのが、NaCl (塩化ナトリウム)ですね。ただ、塩にもいろいろあるんです。 そもそも塩とはなにか? 簡単に言うと、イオンとイオンが結合したものです。 酸性塩(強酸性物質と弱~中塩基性物質の塩) NH4Cl (塩化アンモニウム:塩酸+アンモニア) 塩基性塩(強塩基性物質と弱~中酸性物質の塩) Na2CO3 (炭酸ナトリウム:2水酸化ナトリウム+炭酸) NaHCO3 (炭酸水素ナトリウム:1水酸化ナトリウム+炭酸) Na2PO4 (リン酸ナトリウム:水酸化ナトリウム+リン酸) Na2(COO)2 (シュウ酸ナトリウム:水酸化ナトリウム+シュウ酸) などが挙げられます。 塩化アンモニウムが酸性である理由ですが まず塩を水に溶解すると NH4Cl → [NH4+] + [Cl-] に解離します。 NH4+はNH3(アンモニア)H+を受けとった状態です。 実はアンモニアはH+を保持しておく力がそこまでありません。 なので、水などに溶けてしまったNH4+は、平衡により NH4+ → NH3 + [H+] となって、酸として働いてしまいます。    

pH-pharmaceuticals

Sorry, this entry is only available in Japanese. pHの変化は、科学的変化ではなく、物理的変化です。化合物自体に変化はないので。異なる分子に変化することが、化学的変化でしょう。