技術情報詳細化学反応解析支援ソフトウェア CHEMKIN：FITDAT Utilityによるデータフィッティング Reaction Design社製 CHEMKIN は化学反応の解析を支援するために開発されたソフトウェアです。燃焼反応をはじめとして、触媒表面上の反応や半導体基板上の薄膜成長反応など、幅広い分野の研究開発に活用されています。本稿では、熱力学量のデータフィッティングツール：FITDAT Utility について紹介します。 ■ FITDAT Utility 表 1　FITDAT キーワード FITDAT Utility は、エンタルピーやエントロピーなどのキーワード定義 SPEC 化学種名熱力学量のデータを CHEMKIN 形式のフォーマットへ変換するためのツールです。 CHEMKIN で用いられる熱力学量は、温度による多項式関数として定義されますが、このときデータフィッティングから各項の係数を求めて７つの値（a 1 ～ a 7）で表現します（図 1）。一般的に広い温度範囲では、７つの値だけで熱力学量を近似することは難しいため、CHEMKIN 上では各量の温度領域を高温部と低温部に分けて、合計１４のパラメーターでフィッティングしています。これが CHEMKIN 形式による熱力学パラメーターです。本ソフトウェアには、データベース中におよそ 800 化学種にもおよぶ熱力学パラメーターが含まれていますが、未収録のものについては、書式に従い、新たにパラメーターを算出しなくてはなりません。このようなとき、FITDAT ELEM 元素名　元素数 H298 標準生成エンタルピー TEMP 分岐温度 DATA データ入力の開始宣言 END データ入力の終了宣言表 2　データの入力例 SPEC NF3 ELEM N ELEM F 3 H298 -31.57 ! kcal-mol -1 TEMP 1000 ! Kelvin 1 DATA S / cal-mol -1K-1 H（T） -H（298） /kcal-mol-1 298 12.75 62.32 0.00 300 12.80 62.40 0.02 400 14.79 66.38 1.41 19.57 95.39 31.14 ! T/ K C 0 p / cal-mol-1K-1 0 o o … 2000 END Utilityを用いれば、容易に熱力学パラメーターを算出して CHEMKIN 形式のフォーマットへ変換することができます。そこで本稿では FITDAT Utility のデータフィッティングにかかる適用事例について紹介します。図 2　データ処理後の出力結果 ■ まとめこのように FITDAT Utility は、熱力学量の実験データを CHEMKIN 形式のフォーマットへ変換することができる有用なツールです。この他にも FITDAT Utility には様々な熱力学データ形式に対応するキーワードが含まれており、図 1　CHEMKIN形式による熱力学パラメータ NIST やShomate 形式の熱力学例えば JANAF やNASA 、 ■ データフィッティングデータから CHEMKIN 形式のフォーマットへ変換することまず熱力学量の実験データを用意します。ここでフィッ o も可能です。さらに量子化学計算による基準振動解析のとティングに必要となる熱力学量は、定圧比熱 C （T） p 結果から CHEMKIN 形式のフォーマットへ変換する機能 o o 、エンタルピー H（T）、そして温度エントロピー S（T）も備わっています。詳細はソフトウェア付属マニュアル 3）を o です。 298.15 K における標準エンタルピー H（298）参照ください。これらのデータは、FITDAT Utilityでインプットファイルを作成する際に FITDATキーワードを用いて入力指定を行います。化学種の名前や構成元素などを規定する場合にも同様にキーワード入力が必要です（表1）。今回はデータ入力の一例として、三フッ化窒素（NF3 ） 1）M. W. Chase, Jr., NIST-JANAF Thermochemical Tables, Fourth Edition（1998） 2） M. W. Chase, Jr., J. Phys. Chem. Ref. Data, Monograph 9, 1-1951 （1998） 3）CHEMKIN Input Manual 10131, を取り上げました 1-2）。テキストファイルに各種キーワード Reaction Design: San Diego, 2013. を入力してインプットファイルを作成し（表 2）、FITDAT Chapter 7 Using the FITDAT Utility Utility上でデータ処理を行うと、各項の熱力学パラメー補足説明が必要の場合は弊社サポートリクエスト窓ターが算出され、CHEMKIN 形式のフォーマットへデータ口までお問い合わせください。を変換することができます（図 2）。 11