研究紀要第16号 学習指導改善に関する研究 理科実験 - 020/020page

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示している。平衡に達するのに約120分かかっており,生成のグラフとは大きく違っている。
 各温度における平衡定数を計算すれば次の表2のようになる。

表2 平衡定数
温度℃
70(T)
60(U)
50(V)
平衡定数K
3.16
2.45
2.00
log K
0.4997
0.3892
0.3010

Kの理論値 (化学便覧による)
   Kc=3.76 (76.3℃)
酸とアルコール当量のとき
 平衡定数が温度が低くなるにつれて,小さくなっていることから考えて,酢酸とエタノールから酢酸エチルの生成する反応は吸熱反応であることがわかる。
 logKを絶対温度Tの逆数1/Tに対してグラフ化すれば図4のように直線になる。
 この傾きは,次の(1),(2)式により導かれる(3)式の傾き−△H/Rの値に相当する。
  △G=△H−T・△S   (1)
  △G=−R TlnK     (2)
     (3)
 △Hの温度変化が比較的小さく,温度範囲が余り広くない限り,(3)式のグラフは図4のようにほとんど直線になる。

図4
図4 反応温度と平衡定数

図4のグラフから△Hと△Sの値を求めると
  △H=−5.92KCal/M
  △S=−2.38KCal/°K
となり吸熱反応であることがわかる。

 高等学校ではエステル化反応の触媒に濃硫酸しか使っていないが,濃塩酸でも触媒作用があることを実験的に確かめ,共通したイオンとしてH3O+が触触の働きをすることを理解させるために,塩酸の場合の生成条件を探した。また,代表的な可逆反応の例として,温度変化による平衡定数の変化を測定し,それより△Hおよび△Sの値を求めた。


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