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安息香酸の溶解熱

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  • 質問者：CUBIC-B
  • 質問日時：
  • 回答数：3件

学校にある文献を見ても載っていません。
もし知っておられる方は、よろしければ参考文献の
名前もお願いしますm(。。)m

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A 回答 (3件)

No.3ベストアンサー

CUBIC-Bさん、こんにちは。


安息香酸の溶解熱について、検索してみました。
参考文献としては、

☆基礎薬学　物理化学　桐野豊　編集
☆薬学生の物理化学　第２版　　馬場茂雄　監修

などがあるようです。

この実験では、安息香酸の、水に対する溶解熱を、温度を変えて測定し
それより安息香酸の水に対する溶解熱を求めています。

溶媒1000gに溶ける物質の物質量をもって、溶解度とし、
これを分子溶解度Ｓとすると、
ファント・ホッフの式から
Ｒ：気体定数、Ｔ：絶対温度とすると、

dLnS/dT=ΔH/RT^2

となるそうです。これを積分すると、

lnS=lnC-(ΔH/RT)
さらに
logS=logC=(ΔHΛ9.15T)

となるようです。
これについては参考URLを見てください。
ファント・ホッフの式が分からなかったのですが
気体の状態方程式から導き出せるのでしょうか。

さて、実験は安息香酸1.5ｇを500mlの三角フラスコに入れて
沸点近くまで熱し、次に放冷して30℃まで下げ、25℃の恒温層につけ１時間振とう。
50mlピペットで溶液50ｍｌをとり、100ml三角フラスコに入れます。
これを、フェノールフタレインを指示薬、0.1mol/l NaOH溶液で滴定します。
VB ml要したとすると、安息香酸50mlに含まれる物質量mは、

m=NBVB/1000 (mol)

です。ただし、NB:0.1mol/l NaOHの正確なモル濃度　とします。
これより、mに安息香酸の分子量122をかければ、
50ml 飽和溶液に含まれる安息香酸のグラム数w=122m(g)
が分かります。

50ｍｌの飽和溶液の質量をWとすると、この中の溶媒W0は
W0=W-w

水1000gに溶けている安息香酸の物質量から、分子溶解度は

S=1000(m/W0)=1000(m/(W-w)) 単位(mol/1000g)

飽和溶液の比重はほぼ１なので、とみなし、
50ｍｌ飽和溶液＝50ｇであるから、W,m,wを代入すればSを得ます。

同様に、25℃、35℃、４５℃における分子溶解度Sを求めて
横軸に(1/T)
縦軸にlogS
としてグラフを描くと、
ΔH=2.45×10^4(J/mol)

という値が求まったそうです。
ただ、参考文献では、実験結果は
ΔH=2.72×10^4
という数値になっており、この誤差は考察に書かれているとおりです。

大変難しい実験だと思います。
ご参考になればうれしいです。頑張ってください。

参考URL：http://www.geocities.co.jp/Technopolis-Mars/8845 …
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この回答へのお礼

詳しい説明ありがとうございますm(_ _)m
頑張ってレポート書きます＾＾

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お礼日時：2003/07/17 20:17

No.2

  • 回答者： rei00
  • 回答日時：

ネット検索したら，こんなページ見付かりました。



　　◎ 溶解熱の測定

同じ実験かな？

参考URL：http://bigjohn.ce.fukui-nct.ac.jp/butsuka/DT-15/ …
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No.1

  • 回答者： ac-milan
  • 回答日時：

化学便覧や理化学辞典に載っていたと思うのですが・・・

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van't hoffの式
ln(m1/m2)=-(ΔH/R)[(1/T1)-(1/T2)]
(mは質量モル濃度、Tは絶対温度、ΔHは溶解熱、Rは気体定数)

この式と、化学便覧に載っていた硝酸カリウムの
20℃の時と25℃の時の溶解度を用いて
同じく化学便覧に載っていた硝酸カリウムの溶解熱(34.9kJ/mol)
を算出しようとしたのですが、計算結果が約27kJになってしまいました。

ほかの温度の時の溶解度を用いて計算しなおしてみましたが
やはり27kJ付近になってしまいます。

私の式の使い方が間違っているのでしょうか？
計算過程を書くと

硝酸カリウムの式量:101.1[g/mol]
気体定数:8.314[J/mol・K]

20℃時の溶解度: 24.0[g溶質/100g溶液]
溶質: 24.0[g]/101.1[g/mol]=0.237[mol]
溶媒: (100-24.0)[g]=0.0760[kg]
質量モル濃度: 0.237[mol]/0.0760[kg]=3.118[mol/kg]

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ln(3.118/3.752)=-(H/8.314)[(1/293.15)-(1/298.15)]
H=26.9[kJ/mol]


以上です。
よろしくお願いします。

van't hoffの式
ln(m1/m2)=-(ΔH/R)[(1/T1)-(1/T2)]
(mは質量モル濃度、Tは絶対温度、ΔHは溶解熱、Rは気体定数)

この式と、化学便覧に載っていた硝酸カリウムの
20℃の時と25℃の時の溶解度を用いて
同じく化学便覧に載っていた硝酸カリウムの溶解熱(34.9kJ/mol)
を算出しようとしたのですが、計算結果が約27kJになってしまいました。

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　で，van't Hoff プロットですが，このもの自身は見付からなかったのですが，「化学辞典」（東京化学同人）に van't Hoff equation （ファントホッフの式）として，次の２式が出てきます。

　　d( ln(Kp) )/dT = ΔH/(RT^2)
　　d( ln(Kc) )/dT = ΔU/(RT^2)
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　　　　R：気体定数，T：絶対温度，
　　　　ΔH：定圧反応熱，ΔU：定容反応熱

　これらの式は『平衡定数の温度変化を示すと同時に，反応の平衡定数と反応熱を結びつける関係式』です。

　ここで，各式をそれぞれ積分すると次の２式が得られます。

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　　ln(Kc) = C' － (ΔU/R)(1/T)

　したがって，お書きの van't Hoff プロットとは，「縦軸に ln(Kp) 又は ln(Kc)」を「横軸に温度の逆数（1/T）」をとってプロッとしたものだと思います。そうだとすると，プロットは直線になり，その傾きから定圧反応熱（ΔH）や定容反応熱（ΔU）と言った熱力学パラメーターが得られます。

参考URL：http://www.okweb.ne.jp/index.php3

　回答の前に確認させてください。お知りになりたいグラフは「横軸が温度の逆数」で「縦軸が ln(ｋ)（大文字のＫ）」のものですね。もし，「縦軸が ln(k)（小文字のｋ）」でしたら，Organomets さんがお書きの様に Arrhenius プロットです。Arrhenius プロットでしたら，ここでも何度か質問に出ていますのでトップページ（↓）で検索してみてください。

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　また、計算の結果はｎが1.18、ａが0.853になったのですがこの値はどう捕らえたらいいのでしょうか？　長々とすいません。どうぞよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

　Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈの吸着等温式は実験式です。つまり、n（吸着指数）やa（吸着係数）は実験事実をよく表すための定数にすぎないと考えてください。
　138hajimeさんの式（logの形）を元に戻して、
V＝aC^(1/n)
という式にして見ると分かりやすいかと思います。
要するに、
吸着量V（mol－吸着された物質Ａの物質量／g－吸着媒の重量)
と
濃度C（mol－溶液中の物質Ａの物質量／L－溶液の体積)
の間に　比例関係（ａで表す）と指数関係（1/nで表す）が成り立っているということです。

　「ａは吸着媒と吸着質との相互作用と強さ」という表現については、ａの値が大きいと、同じ溶液中の濃度Ｃに対して吸着される吸着質の量が大きくなることを表現すると上記のような表現になったのだと思います。あくまで実験式ですので。

　ちなみにネットで検索してみたところ、文献によっては吸着指数が（ｎ）になっていました。これはおそらく、
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例えば、活性炭を用いた場合の話ですが
http://www.cive.gifu-u.ac.jp/~sotsuron/Abstract/Room301/1_AM1/a993011050tt.pdf
によると吸着指数（1/n)が0.5より小さいと吸着強度は高いといえるようです。

　Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈの吸着等温式は実験式です。つまり、n（吸着指数）やa（吸着係数）は実験事実をよく表すための定数にすぎないと考えてください。
　138hajimeさんの式（logの形）を元に戻して、
V＝aC^(1/n)
という式にして見ると分かりやすいかと思います。
要するに、
吸着量V（mol－吸着された物質Ａの物質量／g－吸着媒の重量)
と
濃度C（mol－溶液中の物質Ａの物質量／L－溶液の体積)
の間に　比例関係（ａで表す）と指数関係（1/nで表す）が成り立っているということです。

　「ａは吸着...続きを読む

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六方最密格子の充填率の求め方が分りません。今分っているのは面心立方格子と同じ0.74となることくらいです。
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Aベストアンサー

下記URLを参照ください.

参考URL：http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%85%AD%E6%96%B9%E6%9C%80%E5%AF%86%E5%85%85%E5%A1%AB%E6%A7%8B%E9%80%A0

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お願いします。

Aベストアンサー

要は化学平衡の問題です。
分配比とは有機相にいる安息香酸達と水相にいる安息香酸達の濃度比をあらわしています。ここで「達」としたのは、有機相は２量体＋１量体、水相は１量体＋一価の安息香酸イオン＋二価の安息香酸イオンとなるからです。
安息香酸は二価のイオンなのでH2Aとすると、平衡式は以下の様になります。(添え字、aは水相、oは有機相)

（有機相）
2(H2A)o⇔(H2A)2o（２量体）・・・(1)

（有機相から水相）
(H2A)a⇔(H2A)o　　　　　　・・・(2)

（水相）
(H2A)a⇔(HA-)a＋(H+)a　　 ・・・(3)
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つまり、(2)の式の平衡がどちら側に傾くかが問題で、安息香酸がより２量体を形成すると、(1)の式の平衡が右側に偏ることになり、(H2A)oの濃度が減るためそれを補おうと(2)式の平衡が右側により、結果として有機相に含まれる割合が増加＝分配比が大きくなったと考えられます。

次に分配比とpHの関係ですが、導出は面倒なので結果の式を書くと、
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長々と失礼しました。

要は化学平衡の問題です。
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安息香酸は二価のイオンなのでH2Aとすると、平衡式は以下の様になります。(添え字、aは水相、oは有機相)

（有機相）
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Aベストアンサー

融点の幅は純度の目安にはなりますが，きちんと測定できるものではありませんので、グラフや方法などは見つからないと思います。
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Aベストアンサー

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エクセルの回帰分析をすると有意水準で2.43E-19などと表示されますが
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回帰分析でＲ２（決定係数）しかみていないのですが
どうすれば回帰分析が分かるようになるのでしょうか？
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教えてください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

★回答
・最初に『回帰分析』をここで説明するのは少し大変なので『Ｅ』のみ説明します。
・回答者 No.1 ～ No.3 さんと同じく『指数表記』の『Ｅxponent』ですよ。
・『指数』って分かりますか？
・10→1.0E+1(1.0×10の1乗)→×10倍
・100→1.0E+2(1.0×10の2乗)→×100倍
・1000→1.0E+3(1.0×10の3乗)→×1000倍
・0.1→1.0E-1(1.0×1/10の1乗)→×1/10倍→÷10
・0.01→1.0E-2(1.0×1/10の2乗)→×1/100倍→÷100
・0.001→1.0E-3(1.0×1/10の3乗)→×1/1000倍→÷1000
・になります。ようするに 10 を n 乗すると元の数字になるための指数表記のことですよ。
・よって、『2.43E-19』とは？
　2.43×1/(10の19乗)で、
　2.43×1/10000000000000000000となり、
　2.43×0.0000000000000000001だから、
　0.000000000000000000243という数値を意味します。

補足:
・E+数値は 10、100、1000 という大きい数を表します。
・E-数値は 0.1、0.01、0.001 という小さい数を表します。
・数学では『2.43×10』の次に、小さい数字で上に『19』と表示します。→http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%8C%87%E6%95%B0%E8%A1%A8%E8%A8%98
・最後に『回帰分析』とは何？下の『参考URL』をどうぞ。→『数学』カテゴリで質問してみては？

参考URL：http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9B%9E%E5%B8%B0%E5%88%86%E6%9E%90

★回答
・最初に『回帰分析』をここで説明するのは少し大変なので『Ｅ』のみ説明します。
・回答者 No.1 ～ No.3 さんと同じく『指数表記』の『Ｅxponent』ですよ。
・『指数』って分かりますか？
・10→1.0E+1(1.0×10の1乗)→×10倍
・100→1.0E+2(1.0×10の2乗)→×100倍
・1000→1.0E+3(1.0×10の3乗)→×1000倍
・0.1→1.0E-1(1.0×1/10の1乗)→×1/10倍→÷10
・0.01→1.0E-2(1.0×1/10の2乗)→×1/100倍→÷100
・0.001→1.0E-3(1.0×1/10の3乗)→×1/1000倍→÷1000
・になります。ようするに 10 を n 乗すると元の数字になるた...続きを読む

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