ファントホッフの式
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「気体の状態方程式（ＰＶ＝ｎＲＴ）」において、「Ｒ」は「気体定数」なので、元々、定数です。 密閉容器内での現象を考えると、「Ｖ（体積）」も一定と見なして良いでしょう。 ということは、「ｎ（物質量）」が一定なら、「Ｐ（圧力）」と「Ｔ（絶対温度）」は比例関係になります。 しかし、蒸気圧曲線を見る限り、グラフは直線でないので、比例関係ではありません。 Ｔが大きくなるにつれて、グラフの傾きが急になっている・・・ということは、 Ｔが大きくなるにつれて、ｎも大きくなっている・・・ということになります。 温度が上昇すると、大きなエネルギーをもつ分子の数が増加するからです。 定性的な解釈なら、この程度で良いでしょうか。 しかし、定量的に理解しようと思えば、すなわち、蒸気圧曲線を描こうと思えば、 具体的な関数を知る必要があります。・・・さて、どうしましょう？  学ぶ項目を、ステップを細かく分けて一覧にしました。 「この項目は大丈夫だな。」と思うものは飛ばしてもらって結構です。 自分に必要な項目だけを学べば良いでしょう。 カッコ内は、文部科学省の学習指導要領に従った、目安となる履修学年です。 【ギブズエネルギー（Ｇ）】 （０１）熱力学第１法則（高１）・・・熱量Ｑを与えると、内部エネルギーが⊿Ｕ変化し、外に対してＷの仕事。 （０２）仕事（Ｗ）・・・一定の圧力Ｐで体積が⊿Ｖ変化したとすると、Ｗ＝Ｐ⊿Ｖ。 （０３）熱量（Ｑ）・・・一定の温度Ｔで熱量Ｑを与えたとき、エントロピーが⊿Ｓ変化したら、Ｑ＝Ｔ⊿Ｓ。 （０４）自然な変数・・・関係式が簡単になる変数のこと。 上記の場合、ＶとＳになります。 （０５）変数ＰとＴ・・・実際には、ＰとＴを変数にした方が現実的です。 （０６）ウィラード・ギブズ・・・アメリカの物理化学者。 「ギブズエネルギー」を考えました。 （０７）ギブズエネルギー・・・「Ｇ＝Ｕ＋ＰＶ－ＴＳ」なるものを定義すると、ＰとＴが自然な変数になる。 （０８）非機械的仕事・・・化学反応によるエネルギー量は、ギブズエネルギーの増減量に等しいです。 【化学ポテンシャル（μ）】 （０９）化学ポテンシャル・・・内部エネルギーの変化量が物質量の変化量に比例するときの比例定数です。 （１０）多成分系・・・系を構成する物質は、１つとは限らないので、多成分のときも考えます。 （１１）μとＧの関係・・・（化学ポテンシャル）＝（１モルあたりのギブズエネルギー）です。 【溶液と気相の平衡】 （１２）モル分率（高２）・・・多成分系において、ある成分が占める物質量の割合です。 （１３）理想混合エントロピー・・・エントロピーを、「モル分率」と「気体定数」で表します。 （１４）混合気体のギブスエネルギー・・・２種類の気体を仕切るものを取り除くと自然に混ざるのは、なぜ？ （１５）理想溶液のＧ・・・理想気体と同じような考えを想定した溶液を「理想溶液」と言います。 （１６）理想溶液のμ・・・混合前と、混合後で、化学ポテンシャルは、どれだけ変化した？ （１７）溶液と気相の平衡・・・液体が気体中に蒸発するときや気体が溶液に溶けるとき、どうなっている？ 【ファントホッフの式】 （１８）ヤコブス・ファントホッフ・・・オランダの化学者。 「ファントホッフ式」を導きました。 （１９）ファントホッフの式・・・化学反応の平衡定数と絶対温度の関係式です。 （２０）圧平衡定数（高２）・・・歴史的には後ですが、こちらから入った方が理解しやすいです。 （２１）濃度平衡定数（高２）・・・歴史的には先ですが、ファントホッフ式を溶液反応に拡張したイメージ。 （２２）化学平衡の法則（質量作用の法則）（高２）・・・平衡定数に関する式のことです。 「混合物の分離」に戻る |
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