気体の圧力測定による反応速度数決定の演示実験

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1)実験式の導出とシミュレーション:温度の異なる気相および液相に分配する酸素の分配比を熱力学的に求めて、気相中の酸素分圧に及ぼす反応溶液中への発生気体の溶解効果をシミュレートした.反応溶液と気相の体積比が20倍以上であれば,気液の温度差が30℃以上あっても,圧力時間曲線の解析に及ぼす発生気体の溶解効果による誤差が非常に小さいことを確かめた.従来法の発生気体の体積の追跡に代わって,圧力変化の追跡から反応速度定数を簡便に測定可能であることを確認した.2)半導体電子圧力計:安価な半導体圧力センターと簡素化したオペアンプ回路からなる電子圧力計を試作した.圧力と出力の直線性は良好であり,出力の応答速度および安定性も充分であることを確認した.3)実験装置:反応容器(密閉)内の気相と液相との体積比、反応ガラス容器の形状などを検討し,従来のガスビュレットを用いる装置よりもさらに簡素化した装置を組み上げた.4)測定の自動化とデータ処理:独自開発したマウスポートを利用する電圧-周波数変換方式および市販の信号変換ユニットを介して、圧力変化をコンピュータに取り込み,データ処理結果をリアルタイムで画面に表示するためのデータ処理環境を構築した.5)測定システムの検証:過酸化水素の分解反応速度定数の決定実験に考案した圧力追跡法を応用した.本法による速度定数と古典的体積測定法から求めた速度定数は非常に良く一致した.反応が2,3分で完結する条件下でも正確に反応過程を追跡できることを実証した.