コラム

化学反応計算の決まり事

作成日:20200225  テーマ1:科学  テーマ2:化学  テーマ3:

化学反応計算での決まり事。

(1)標準状態

  • SATP:圧力 = 100[kPa]、温度 = 25[℃]
  • NTP:圧力 = 101.3[kPa]、温度 = 0[℃]
比熱、エンタルピー、エントロピー等の計算は、SATP基準とするものが多い。

(2)標準反応エンタルピー:Δr

反応物(化学式の左側)と生成物(化学式の右側)がすべて標準状態にあるとき、化学反応によって生じるエンタルピー変化。
Δrのrはreaction。

(3)標準生成エンタルピー:Δf

分子を構成する安定した元素の単体から、その分子1モルを生成させるのに必要な標準反応エンタルピー
Δfのfはformation。

(4)記号の意味

  • Δ:変化量
  • r:reaction(反応)
  • f:formation(生成)
  • c:combustion(燃焼)
  • °:標準状態(主にSATP)あるいは圧力1bar(105[kPa])であることの明示

(5)発熱反応と吸熱反応

化学変化が生じたとき、エネルギーを発する反応を発熱反応、エネルギーを吸収する反応を吸熱反応。
化学反応のエンタルピー変化は、生成物の全エンタルピーHproから反応物の全エンタルピーHreactを差し引いたもの。
ΔrH = Hpro - Hreact
この場合、反応エンタルピーによって発熱か吸熱かは区別がつく。
  • 発熱反応:ΔrH < 0(生成するのにエネルギーが余る)
  • 吸熱反応:ΔrH > 0(生成するのにエネルギーが必要)

(6)ΔrS°、Δr

  • ΔrS°:標準反応エントロピー
  • ΔrG°:標準反応ギブスエネルギー

\[ \Delta_{r}G^{\circ} = \Delta_{r}H^{\circ} - T \Delta_{r}S^{\circ} \]

(7)化学平衡定数:K

\[ \ln K_p(T) = -\frac{ \Delta_r G^{ \circ } }{ RT } \] 平衡定数は温度の関数。


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