薬剤師国家試験問題集 反応速度論

93回薬剤師国家試験　問22
図は2種類の薬物A及びBの分解反応について種々の温度Tで速度定数kを測定し、横軸1/Tに対して縦軸にlnkの値をプロットしたものである。次の記述の正誤について、正しいものはどれか。

 

 

a　このプロットはアレニウスプロットとよばれる。
b　グラフのy (縦軸) 切片から頻度因子が求まる。
c　温度が上昇すると、A及びBの分解反応の速度定数は減少する。
d　温度T0より高温ではAの方がBよりも安定である。
e　Aの分解反応の活性化エネルギーはBより大きい。

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93回薬剤師国家試験　問22　解答解説

 

◆　a，bについて
a　〇　このプロットはアレニウスプロットとよばれる。

 

b　〇　グラフのy (縦軸) 切片から頻度因子が求まる。

 

反応速度定数kと絶対温度Tの関係式として、
下記のアレニウス式がある。

 

 

両辺の自然対数をとると、次の�@式となる。

 

 

いくつかの温度で反応速度定数(k)を測定し、
絶対温度の逆数(1/T)に対して反応速度定数の自然対数(lnk)をプロットすると直線が得られる。
これをアレニウスプロットと呼ぶ。
Aは頻度因子と呼ばれる定数であり、
温度が無限大に高い時の反応速度定数kとされ、
反応速度定数kと同じ単位を持つ。

 

�@式より、アレニウスプロットの直線の傾きは（−Ea/R）であり、
y切片は頻度因子の自然対数(lnA)である。

 

 

アレニウスプロットの直線を分析すると、
傾きから活性化エネルギー(Ea)が求められ、
y切片から頻度因子(A)が求められる。

◆　cについて
c　×　温度が上昇すると、A及びBの分解反応の速度定数kは減少する。
→　〇　温度が上昇すると、A及びBの分解反応の速度定数kは上昇する。

 

設問の図より、
高温ほどlnkの値は高くなっている。

 

 

 

◆　dについて
d　×　温度T0より高温ではAの方がBよりも安定である。
→　〇　温度T0より高温ではBの方がAよりも安定である。

 

◆　eについて
e　〇　Aの分解反応の活性化エネルギー(Ea)はBより大きい。

 

より、
アレニウスプロットの直線の傾きは（−Ea/R）であり、
y切片は頻度因子の自然対数(lnA)である。

 

 

Aの直線の傾きはBよりも大きいため、
Aの分解反応の活性化エネルギーはBより大きいといえる。

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