化学反応の進行を定量的に扱うためには、反応速度論に基づいた解析が必須です。化学反応の進行に伴う原系及び生成系物質の濃度の時間変化は、微分方程式で表されます。複数の反応ステップからなる反応については、それらは連立微分方程式で表されます。与えられた反応機構から、これらの微分方程式を立て、またそれらを解いて速度式を導く方法について講義します。また、一次及び二次反応、半減期、緩和時間、平衡反応、温度依存性、連鎖反応、高分子重合の速度論、触媒など、化学反応速度論における重要な基礎的事項を解説しながら、速度論の考え方について講義します。
【到達目標】 本講義を履修することによって、様々なタイプの化学反応の進行を速度論に基づいて定量的に解析するための基礎的な考え方を身につけることを到達目標とします。提案された反応機構から反応速度に関する微分方程式を立て、与えられた条件及び適切な仮定のもとで速度式を導くことができるようになることを到達目標とします。
【テーマ】 本講義では、化学反応速度論における実験法、一次及び二次反応、半減期、緩和時間、平衡反応、温度依存性、連鎖反応、高分子重合の速度論、触媒、などの基礎的事項を理解することを目的とします。
化学反応速度論、反応速度、平衡反応、素反応、連鎖反応、触媒作用
✔ 専門力 | 教養力 | コミュニケーション力 | 展開力(探究力又は設定力) | ✔ 展開力(実践力又は解決力) |
各回の授業内容をチェックし、教科書を読んでおくこと。
毎回の授業で出席を取ります。
授業計画 | 課題 | |
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第1回 | 化学反応速度論のための実験法、反応速度 | 反応速度の定義確認 |
第2回 | 積分形速度式、平衡に近い反応 | n次反応の速度式の導出 |
第3回 | 反応速度の温度依存性、素反応 | |
第4回 | 逐次素反応、1分子反応 | 教科書22章の問題を解く。 |
第5回 | 連鎖反応、爆発 | |
第6回 | ステップ重合、連鎖重合 | |
第7回 | 均一系触媒作用、酵素 | |
第8回 | 光物理過程と光化学過程の速度 | 教科書23章の問題を解く。 |
Peter Atkins, Julio de Paula 著, 千原秀昭, 中村亘男 訳, 『アトキンス物理化学(下)第8版』, 東京化学同人, ISBN 978-4-8079-0696-3
特になし
期末試験(80%)、演習(20%)で成績を評価する。
履修の条件を設けない。