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反応速度定数についての質問です。
縦軸が吸光度、横軸が時間のグラフでどのようにすれば反応速度定数そして反応次数を算出できるでしょうか。ちなみにモル吸光定数εは与えられていません。

A 回答 (1件)

「化 学 (化学反応)」


http://sekigin.jp/science/chem/chem_04_2_5.html

の後半部分
【反応次数(べき乗係数)と速度定数の求め方】
は分かりますね。
ここに「(ランベルト‐)ベールの法則」を導入してみてください。
※濃度と吸光度は比例する。光路長は一定ですので、モル吸光係数等をひっくるめて定数(係数)を用いて表すことが可能です。
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QLineweaver-Burkプロット

基質濃度と吸光度は分かっているんですがここから
Lineweaver-BurkプロットによりKm値とVmaxを求めるやり方がわかりません。教えてください。

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ミカエルス・メンテンの式は、基質濃度[S]が一定の場合に成立します。
しかし、実験では酵素によって基質が分解されて、経時的に減少するため一定に保つことができません。
参照サイトの説明にあるように、実際は基質の分解が10%以下の条件を便宜的に用います。
たぶん実験に用いた反応時間は、基質の分解が10%以下という設定になっていると思います。
生成物のモル吸光係数がわかれば、その濃度がわかるので、基質濃度と比較すれば分解率が何%か計算できます。

で、反応速度の実験では基質の分解が10%以下の時の吸光度の増加(ΔAbs)を便宜的に「初速度」と扱います。
真の初速度は求めることができないからです。
速度には、○○/時間、の単位が必要ですから、得られた吸光度が測定時間内に直線的に増加したと考えて、
吸光度÷測定時間=ΔAbs/min (sでもhでも良い)となります。
また生成物の濃度が吸光度から計算できるなら、M/minの方がベターです。

さらに聞きたいことがあれば、遠慮なく質問して下さい。

Q吸光度の単位

吸光度の単位は何でしょうか!?
一般的には単位はつけていないように思われるのですが。。
宜しくお願いします。

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物理的には、No.1さんも書かれているように吸光度も透過度も基本的に同じ単位系の物理量どうしの「比」なので「無単位」です。しかし、無名数では他の物理量、特に透過度と区別が付かないので、透過度は"透過率"として「%」を付けて表し、"吸光度"は「Abs(アブス)」を付けて呼ぶのが業界(分析機器工業会?)のならわしです。

Q反応速度定数の求め方なのですが・・・

簡単な問題で申し訳ないのですが、解けないのです。
1次反応だと分かるのですが、2次と書かれているだけで、
詰ってしまいます。

本当に恐縮なのですが、よろしくお願いいたします。

(問題)
二次反応で分解するある物質について、20℃において初濃度0.10mol/lで分解を始めたところ、30minで20パーセントが分解した。
この反応の20℃における反応速度定数はいくらか。ただしeの5乗=148.4、
log5=0.6990、ln5=1.609とせよ。

Aベストアンサー

2次反応なので反応による時間当たりの濃度減少は元々の濃度の2乗に比例する
ので時間をt、そのときの濃度をA、初期濃度をA0とすると

-d[A]/dt =k[A]^2 

∫【-1/[A]^2】/d[A]=∫kdt から

1/[A]=kt+C (Cは積分定数)

ここで初期条件から積分定数を求める。
t=0では[A]=[A0]なので上式から 1/[A0]=k・0+C

それでC=1/[A0] が求められ 1/[A]=kt+C は 1/[A]= kt+ 1/[A0]とできて

【1/[A]】-【1/[A0]】= kt と式を見やすく整理できる。

題意から30minで20パーセントが分解したということなので[A]は1-0.2で0.8[A0]
と見なすことができるので

【1/0.8[A0]】 - 【1/[A0]】=k・30

【0.25/[A0]】=30k 最後に[A0]へ0.10(mol/l)を代入し整理。

k=0.08333・・・    ゆえに反応速度定数k=8.33×10^-2/min となります。

2次反応なので反応による時間当たりの濃度減少は元々の濃度の2乗に比例する
ので時間をt、そのときの濃度をA、初期濃度をA0とすると

-d[A]/dt =k[A]^2 

∫【-1/[A]^2】/d[A]=∫kdt から

1/[A]=kt+C (Cは積分定数)

ここで初期条件から積分定数を求める。
t=0では[A]=[A0]なので上式から 1/[A0]=k・0+C

それでC=1/[A0] が求められ 1/[A]=kt+C は 1/[A]= kt+ 1/[A0]とできて

【1/[A]】-【1/[A0]】= kt と式を見やすく整理できる。

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Qモル吸光係数

モル吸光係数って何なんでしょう?
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そういう傾向にありますよ(^o^)
     ln(I0/I)=εCL  (Lambert-Beerの式)
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吸光度とは光学的密度のことで、#2さんの言われるとおり、単位はありません。
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Qパラニトロフェノールについて教えてください。

p-ニトロフェノールって炭酸ナトリウムで発色するんですか??
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詳しい方教えてください。お願いします!!

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構造の変化に関しては、No.1のご回答に述べられているとおり、H+がとれてフェノキシドを生じるということです。

こうなることによって、共鳴系に大きな変化が生じます。
すなわち、H+が取れる前には、主としてベンゼン環上に分布していたπ電子が、ニトロ基や新たに生じた-O^-を巻き込んで非局在化することになります。
たとえば、ベンゼン環とOの間やベンゼン環とニトロ基由来のNの間の結合に二重結合性が生じ、下記のような共鳴型が大きく寄与することになるために、可視領域に吸収を生じ、黄色に着色することになります。
Hは省略してあります。少々わかりにくいかもしれませんが、ご容赦ください。
    C=C     O-
   /   \   /
O=C     C=N+
   \   /   \
    C=C     O-

上記のような共鳴型が生じる理由として、フェノール性の-OHからH+が取れたことが重要であるということです。

Q吸光光度法の検量線について

検量線を作成し、データーにばらつきが生じた場合はどのようにすべきなんでしょうか。無理やり線でつなぐのかなと思っているのですが・・回答をお願いします。

Aベストアンサー

 検量線を引くための標準液は、0を含めて、6点取っています。標準液を調製しやすいように、例えば、0、1、2、3、4、5 mg/mlなど。これを5点検量(0は、普通対照に利用するので)と称しています。4点の場合もあります。
 基本は、グラフを書いて、1点がヅレていたら、それは無視して検量線を引く。2点ズレテイタラ、こりはヒドイので、やり直す、と言うのが教科書です。

 正確にするために検量線を2連(2回)して、その平均を取る、というバカな教えをする教員もいますが(それなら、2連より10連、100連の方が正確、と毒づいています)。
 
 実験のテクニックが難しくて、全体がばらつく場合もあります。この場合は、5点ではなく、10点とか、測定する回数を増やしたりして、信頼性を高めるしかありません。検量線は、もちろんパソコンで引きます。また、サンプルの測定も、一回だけではなく、数回測定して、平均値を去る必要があります。

 化学反応は、バラツキマセン。しかし、生物のサンプルは、個体差があるので、最低3回は測定して、平均と標準偏差を示します。例えば、血糖値を測定するときに、血液中のグルコースの測定は、ばらつかないので1回で十分。しかし、A、B、Cサンそれぞれの値は異なるので、ヒトの血糖値となると、最低3人は測定しなければなりません。
 同じサンプルを測定して、値がばらつくのは単に腕が悪いだけです。学生だと5%程度、慣れると2%以内、分析のプロだと0.5%の誤差でもウルサク言います。
データがばらつく原因を考え、検量線とサンプルの測定回数を決めてください。

>無理やり線でつなぐのかなと思っているのですが
測定した点をつないだりしているのでしょうか。それはヤリマセン。昔は、測定した点の近くをなるべく通る直線(場合によっては曲線)を、慣れを頼りに引いていました。今ではパソコンがあるので、回帰式を出します。これが検量線になります。最近は、機器に検量線を自動的に描き、濃度まで計算しているのが、普通です。
 回帰式の相関係数が、0.98以上あれば信頼していますが、0.95だとやり直すかどうか迷います。

 検量線を引くための標準液は、0を含めて、6点取っています。標準液を調製しやすいように、例えば、0、1、2、3、4、5 mg/mlなど。これを5点検量(0は、普通対照に利用するので)と称しています。4点の場合もあります。
 基本は、グラフを書いて、1点がヅレていたら、それは無視して検量線を引く。2点ズレテイタラ、こりはヒドイので、やり直す、と言うのが教科書です。

 正確にするために検量線を2連(2回)して、その平均を取る、というバカな教えをする教員もいますが(それなら、2連より10連、10...続きを読む

Q反応速度定数 K に関して

速度定数の求めかたも判りませんが、
それ以前に積分法を用いて速度式が導けません。
お手数ですが、ある程度の途中計算も同書して下さい。

[問]2A+B=Rなる量論式で示され定密度系として進行する液相反応形の
  速度を知るために静止法を用いた。
  一定温度で反応させ、反応開始後適当な時間間隔で反応液中から試料を
  採取し分析した結果を以下に示す。

 時間・θ[min]     0    5   10  20   30・・・略
 A濃度・CA[mol/L] 2.00 1.75 1.55 1.34 1.19・・・略

  反応開始時の反応液中の各成分の濃度は、
  CA0=2.0mol/l、CB0=1.2mol/l、CR0=0であった。
  積分法を用いて速度定数kを求めよ。  
                       解答:1.23×10^-2

Aベストアンサー

私の考え方が間違っていなければ、どこかで部分分数分解を使うと思います(もちろん他の方法を用いて解いても構いません)。

例)
  1/{x^2 (x + α)} = (ax + b)/x^2 + c/(x + α)

= a/x + b/x^2 + c/(x + α)

 とおいて、a, b, cを求めれば左辺を高校数学の範囲内で積分可能な形まで分数分解できます。

解答No. 1の「1」を教えてしまっては意味がありませんし、「2」に関しては A の消費量と B の消費量の関係を考えてみてください(本当は問題文中に但し書きとして与えて欲しい条件なのですけど)。

QEXCELの近似曲線で対数近似、指数近似が選べない

EXCEL2000を使ってます。グラフに近似曲線を追加する際に、対数近似と指数近似と累乗近似が選べない状態です。(線形近似、多項式近似、移動平均は選べます)
何か設定が必要なのでしょうか? 教えてください。

Aベストアンサー

特に設定の必要はないと思いますが、その現象はどんな時にでも起こるものですか?

近似曲線の種類が選べない場合、その曲線を引くための計算ができないデータ群を対象としているケースが考えられます。
たとえば、指数近似曲線や累乗近似曲線は0やマイナスの値が含まれていると作成できません。

Qモル吸光係数

o-またはp-nitrophenolのモル吸光係数が乗っているサイトまたは論文を紹介してください。また、一般の化合物の情報があるサイトも同時に教えていただけたら幸いです。

Aベストアンサー

rei00 です。お礼拝見しました。

>これらの値は有機溶媒中でしょうか?
 やっぱりこの情報がいりますよね。回答時気になって探してみたのですが,明記されていませんでした。一般的には,nitrophenol 自身は水には溶け難いと思いますので,有機溶媒(メタノ-ルかエタノ-ル)中のデ-タではないかと思います。
 本文には元になった文献がありますので,そちらを御覧になれば出ていると思います。

>目的としては発色基質としての使用を考えていたので、400nm前後のデータが必要だったのです。
 その様な目的であれば,モル吸光係数よりもスペクトル集のようなものを探された方が良いかも知れません。
 簡単なものでしたら,有機化学や機器分析の教科書を御覧になればのっていると思います。


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