第110回薬剤師国家試験 問92 ファントホッフプロット

問92 ファントホッフプロットは直線を示す。このことに関する記述として正しいの
はどれか。2つ選べ。
1 温度の逆数に対して平衡定数の対数をプロットしたものである。
2 切片から標準反応エンタルピーが求まる。
3 傾きから標準反応エントロピーが求まる。
4 吸熱反応のとき、傾きは負である。
5 傾きが正のとき、温度が上がるにつれて平衡定数は大きくなる。

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■ 正解

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■ 解説

● ポイント1

ファントホッフプロットは、温度の逆数(1/T)を横軸、平衡定数の対数(ln K)を縦軸にプロットしたものであり、直線的な関係が示されます。この直線の傾きと切片から、反応のエンタルピーとエントロピーを求めることができます。

● ポイント2

ファントホッフプロットの切片は、標準反応エンタルピーに関連しています。具体的には、切片は-ΔH°/R(Rは気体定数)で表されます。

● ポイント3

ファントホッフプロットの傾きは、標準反応エントロピーに関連しており、傾きはΔS°/Rで表されます。したがって、傾きからエントロピーを求めることができます。

■ 選択肢ごとの解説

1:正しい。ファントホッフプロットは温度の逆数に対して平衡定数の対数をプロットしたもので、直線的な関係を示します。

2:誤り。切片は標準反応エンタルピーに関連していますが、正確には-ΔH°/Rであり、単に「切片から標準反応エンタルピーが求まる」とは言えません。

3:誤り。傾きは標準反応エントロピーに関連していますが、正確にはΔS°/Rであり、単に「傾きから標準反応エントロピーが求まる」とは言えません。

4:正しい。吸熱反応の場合、反応が進むにつれて平衡定数が増加し、傾きは負になります。

5:誤り。傾きが正のとき、温度が上がるにつれて平衡定数は小さくなることが示されます。したがって、傾きが正のときは平衡定数が大きくなるとは言えません。

■ ポイント整理

  • ファントホッフプロットは温度の逆数と平衡定数の対数の関係を示す。
  • 切片から標準反応エンタルピーが求まる。
  • 傾きから標準反応エントロピーが求まる。

■ 関連知識

  • ファントホッフの式は、化学反応の温度依存性を理解するために重要である。
  • エンタルピーとエントロピーは、反応の熱力学的性質を理解するための基本的な概念である。
  • 吸熱反応と発熱反応の違いは、平衡定数の温度依存性に影響を与える。

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