反応

ある化合物1molが標準状態(1atm、298.15K=25℃)において標準物質から生成するときに生じるエンタルピーを標準生成エンタルピーΔHof[kJ/mol]、もしくは標準生成熱といいます。

ある化学変化によって起こるエンタルピー変化量は、途中で様々な中間反応が起こったとしても最終的に同じ化学変化の状態に行き着くならばエンタルピー変化量は同じとなります。これをHess(ヘス)の法則といいます。

反応速度がゼロと近似することを定常状態近似といいます。この近似を行なうことでいくつかの素反応で成り立つ式を簡略化することができます。この記事では臭化水素を例に定常状態近似の使用例を解説しています。

化学プラントでは化学反応を意図的に起こすことで製品を作ります。このとき、その化学反応がどのくらいの反応速度であるかを知ることは非常に重要です。この記事では反応速度の一般的な理論について解説しています。

一般に温度が高くなると反応速度は速くなります。このような温度依存性を表わす式をアレニウスの式といいます。本記事ではアレニウスの式を線形プロットして頻度因子Aと活性化エネルギーEを算出するアレニウスプロットについて解説します。

化学反応速度を求めるためには、その反応の次数を知ることが必要です。有名な反応ですでに反応次数が知られていればよいですが、そうでない場合は実験データから反応次数を決定する必要があります。この記事では反応次数の決定手法について解説しています。

可逆反応では正反応と逆反応のどちらにも進行する可能性があり、ギブス自由エネルギーが小さくなる方向へ反応が進行します。あるところでギブス自由エネルギーが最小となると、見かけ上反応が止まったように見えます。この状態のことを平衡状態といい、平衡状態における各成分の関係を表わす定数を平衡定数Kといいます。

平衡状態にある系に外部から状態を変化させる操作を行なった場合に、系はその変化を相殺するように平衡を移動させます。このような原理をル・シャトリエの原理といいます。

平衡定数Kと温度T、標準反応エンタルピーΔH0の関係をファント・ホッフ(van't Hoff)の式といいます。ファント・ホッフの式を最も有効に活用できるのは、標準状態(25℃)以外の温度の平衡定数を求めるときでしょう。

最初に原料を全て反応器に仕込み反応させるタイプを回分式反応器をいいます。このご時世は、機能性材料をユーザーに合わせてグレードを変えて製造する傾向にありますから、回分式反応器を見る機会は増えるかもしれません。

連続的に物質が流入流出し、かつ槽型の反応器のことを連続槽型反応器(Continuous Stirred Tank Reactor)といいます。化学プラントの連続プロセスにおいて、一般的に使用される反応器の1つです。

管内に原料を連続的に供給し、反応させる装置を管型反応器といいます。
特に管内で半径方向に濃度・温度分布がなく、入口から出口まで流れ方向にしか分布が存在しない管型反応器をPiston Flow Reactor(またはPlug Flow Reactor)といい、略してPFRといいます。