擬一次反応

n 次反応のように見えて、別の次数に属する反応を疑似次数反応と呼びます。これらは、一般に一次反応ではありませんが、他の反応物質よりも 1 つまたは複数の反応物質の濃度が高いため、一次反応のように見えます。たとえば、疑似一次反応には、酢酸エチルの酸触媒加水分解、およびサトウキビの反転が含まれます。反応の順序は、反応物の濃度に対する反応速度の依存性によって決定できることは誰もが知っていることです。これらの場合の反応の次数は、速度が反応物の濃度に依存しない場合はゼロです。同様に、反応の順序は、反応速度が反応物濃度の 1 乗に比例する順序です。

本来は一次反応ではないが、一方または他方の反応物の濃度を増減することによって一次反応になる反応は、疑似一次反応と呼ばれます。疑似とは「偽物」を指します。したがって、名前自体から、反応が本質的に一次反応ではないという明確な情報が得られます。ある条件を変えることで、反応の順序を一つにする。

疑似一次反応の例

酢酸エチル (過剰に形成される) 酢酸 エチルアルコール。ここでは膨大な量の水が使用され、率の法則は次のように記述できます

反応は主に二次反応ですが、実際には一次反応が観察されます。したがって、これは疑似一次反応を表します。

スクロースの加水分解:希鉱酸の存在下でスクロースを加水分解すると、グルコースとフルクトースが形成されます。

疑似一次反応 vs 一次反応

主な違いは、通常、一次反応では、反応の順序が本質的に 1 つであるということです。疑似一次反応は本来二次反応ですが、一次反応に改変されています。 2 つ目の相違点は、一次反応では反応速度がすべての反応物質に基づいているのに対し、疑似一次反応では反応速度は分離された反応物質のみに基づいて濃度の違いとして示されることです。通常、過剰な反応物は反応に影響しません。

擬一次反応における半減期

半減期は、反応物の濃度が半分に減少するのに必要な時間として定義されるため、t について解く必要があります。ここで、[B] は過剰な反応物を表し、その濃度は一定のままです。 [A]o は A の初期濃度を表します。したがって、A の半減期濃度は 0.5[A]o と計算されます。

擬似一次反応式は次のように記述されます:

[A] =[A]oe−[B]kt または [A]/[A]o =e−k ' t

疑似一次方程式の両辺の自然対数を取ると、次のようになります:ln([A]/[A]o)=k’t

半減期 t1/2 に対する A の濃度は 1/2[A]o であるため、

ln(1/2[A]o / [A]o)=ln(1/2) =−k’t1/2

k' =k[B], [B]≈[B]o と −ln(1/2)=ln2:ln(2) =k[B]ot1/2

t1/2 =ln2k[B]o

結論

この記事では、疑似一次反応について学びました。疑似一次反応の 2 つの異なる例の助けを借りて、一次反応ではなく、反応物の濃度が高いために一次反応のように見えるさまざまな反応を知ることができました。疑似一次反応の明確な概念を理解していただけたでしょうか。