化学反応速度論における頻度因子の計算方法

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化学反応が起こる速度または速度定数は、反応中の温度および物質の内部特性を含む多くの変数に依存します。これらの特性の1つは周波数係数です。これは、温度が無限大に達したときの速度定数の値です。周波数因子は、反応速度と温度への依存に基づいて物質を特徴付けるのに重要であり、それは分子レベルで化学反応の理解を提供するかもしれません。与えられた温度でこの周波数因子を見つけることはアレニウス方程式として知られていることの簡単な分析を通してなされることができます。

説明書

化学反応速度論における頻度の事実の計算 （Fotolia.comからのmartin schmidによる実験画像）

1. 速度定数の自然対数を取ります。たとえば、速度定数が毎秒20の場合、その数値の自然対数を採用すると、毎秒3になります。

2. ガス定数で与えられる温度を掛けます。これは1ケルビンあたり8.31ジュール/モルの値を持ちます。例えば、与えられた温度が293ケルビンであるならば、結果として生じる数は1モルあたり2434.8ジュールになるでしょう。

3. 物質の活性化エネルギーを前のステップで得られた数で割ります。活性化エネルギーが1モルあたり40,000ジュールの場合、1モルあたり40,000ジュールを1モルあたり2434.8ジュールで割ると、16.43という単位なしの数になります。

4. 最初のステップの結果の数を前のステップの結果の数で割ります。与えられた例では、毎秒3を16.43で割り、毎秒0.18を得るでしょう。これが周波数係数です。

どうやって

• 事前に速度定数がわからない場合は、実験的に値を決定する必要があります。この場合、速度定数と温度の関係をプロットすることで周波数係数を求めることができます。

必要なもの

• 電卓
• 化学反応速度論に関する知識
• 特定の温度における速度定数の値
• あなたが取り組んでいる化学物質の活性化エネルギーの値