２０反応速度論 20.1 20.2 20.3 20.4 20.5 20.6 20.7 20.8 20.9 20.10 20.11 あらまし反応速度と速度式典型的な初速度式平衡反応並発反応と逐次反応温度依存性反応機構と素反応定常状態近似連鎖反応と振動反応遷移状態理論まとめ第20章の概要 ○ 原料の分子が別の分子と衝突 → 結合の組替えが一斉に起こる → 生成物の分子ができあがる化学反応はそんなに簡単ではない ○ なぜ化学反応が起こるのか？熱力学の問題・反応が自発的に進行するかどうかの予測エネルギー、エントロピーなどの熱力学の概念が大切 ○ どのように化学反応が進行するか？反応速度論（速度論）の問題・化学反応を理解する基本ともかく反応速度を知ること・さらに深い理解なぜある化学反応の速度に差があるのか ○ 反応速度に影響を与える因子・濃度，温度、表面積や触媒の存在・反応物、生成物、熱力学的な条件で決まる別の因子 ○ 熱力学と速度論の関連・熱力学 ○ 化学反応が“起こるかどうか” × いつまで待てば起こるのか・速度論 ○ 反応が“どのように進むか” × 本当にその反応が起こるかどうか ↓ 速度論と熱力学の両方を考えなければならない ○ 本章・実験的速度論化学反応を計測し，その結果を説明したり一般化することを目指す・理論的速度論簡単に触れる → 化学反応の速度を総合的に理解するための枠組みを調べる 20.1 あらまし ○ 速度論の最も大切な目標特定の化学反応の速度を表す関係式（速度式）を立てること・ある反応が，別の反応と同じような速度式で表されるとき → 二つの反応は同じように進むと考えてよい ○ 速度式の例ある特定の速度式 → 反応の原料（反応物）や生成物の量を予測できるように，簡単な関係式を微積分を使って導く ○ 速度定数反応の種類と温度によって決まる定数速度定数の温度依存性を簡単なモデルを使って考察 ○ 化学反応単純なもの、複数の反応が連続的に，あるいは並行して起こるもの・複数の化学反応が原料（反応物）や最終生成物の量に与える影響・バラバラの素反応に分解 → 素反応の組合せが反応機構であることを理解する ○ 推測された反応機構実験的に求められた速度式と矛盾のないもの・速度式 → 原子や分子のスケールでどのように進んでいるのかを推測 20．2 反応速度と速度式 ○ 反応の速さ一定の時間内（秒，分，時間，日など）に，何molの原料が消費され，何molの生成物が生じたか ○ 反応速度の予測反応が起こる前にはむずかしい速度に影響を与えるさまざまな因子は予測可能化学反応の速度についての多くの重要な情報実験的に得られたもの ○ 閉じた系（途中で反応物が追加されない）ほとんどの反応の速度 → 時間とともに変化（時間とともに反応物が減少） ↓ 反応速度の議論対象にする反応の段階を明確する必要 ○ 初速度（initial reaction rate）反応のごく最初（反応物だけで生成物が存在しない状態）の速度 ξ＝0における反応速度 ○ 反応速度ある時間当りの反応物の量の変化量 mol、時間 s → 反応速度の単位 mol s-1 ○ どの物質についての量を考えればよいか簡単に決められないことが多い（例） [この反応の速度が 1．00 mol s-1 である] 1s当りに1molの水素が反応 ? or 酸素が反応 ? はっきりしないしかし、化学量論的な関係がわかっていれば，反応物についての反応速度と生成物についての反応速度の関係は明らか ↓ ある一つの化学種について速度を決めれば，それを使ってそれ以外の化学種についての速度を決めることができる一般的な化学反応の速度 ○ 一般的な化学反応 A、B：反応物、C、D：生成物、a, b, c, d ：化学量論係数時間 t, “変化“ Δ, 量 [ ] ( [A] Aのモル濃度）反応の進行とともに反応物は減少 → 速度負生成物は増加 → 速度正式（20．3） ↓ どの化学種に注目しているかに関係なく，反応速度は同じ値 ○ 変化が微小な場合 Δ → d （微分） ○ ある一つの化学種に着目し，その絶対値を使って速度を求め，それを用いて別の化学種についての速度に換算 ※ どの化学種に注目するかによって反応速度の値が変化課題１ P. 786