埼玉工業大学テーマ M02：機械工学学習支援セミナー（小西克享） SO3 と SO2 の化学平衡状態におけるモル分率の計算－1/2 SO3 と SO2 の化学平衡状態におけるモル分率の計算 1 二酸化硫黄の酸化反応 SO2  O2  SO3 が化学平衡状態にあるとき，SO3 と SO2 のモル 2 分率を計算する方法を解説します． p[i ] をそれぞれ化学種 i の生成平衡定数および分圧とすると，生成平衡定数 K f [i] は，反応式 3 S  O 2  SO3 において， 2 K f [SO 3 ]  p[SO 3 ] p[S] p[O 2 ]3 / 2 (1) 反応式 S  O 2  SO 2 において， K f [SO 2 ]  p[SO 2 ] p[S] p[O 2 ] (2) (1)式および(2)式より， p[SO3 ]  K f [SO3 ] p[S] p[O 2 ]3 / 2 (3) p[SO2 ]  K f [SO2 ] p[S] p[O 2 ] (4) よって，課題の反応式 K 1 SO 2  O 2  SO 3 において，生成平衡定数 K は 2 K f [SO3 ] p[S] p[O 2 ]3 / 2 K f [SO3 ] p[SO3 ]   1/ 2 1/ 2 K f [SO 2 ] p[SO 2 ] p[O 2 ] K f [SO 2 ] p[S] p[O 2 ] p[O 2 ] (5) となります．(3)式の対数をとると log10 K  log10 K f [SO3 ] K f [SO 2 ]  log10 K f [SO3 ]  log10 K f [SO 2 ] (6) の関係が得られます．ここで，JANAF の熱化学的性質表には， log10 K f [SO3 ] および log10 K f [SO 2 ] が記載されているます．(6)式を用いて log10 K の値を計算すると，(7)式に示す逆関数の関係から，課題の反応における生成平衡定数を計算することができます． K  10 log 10 K f [ SO3 ]log 10 K f [SO 2 ] (7) SO3 と SO2 のモル分率は分圧比に等しいので， p[SO 3 ] K p[SO 2 ] p[O 2 ]1 / 2 の関係より，(7)式で計算した K の値を用いれば，SO3 と SO2 のモル分率埼玉工業大学機械工学学習支援セミナー（小西克享） SO3 と SO2 の化学平衡状態におけるモル分率の計算－2/2 p[SO 3 ]  K  p[O 2 ]1 / 2 p[SO 2 ] と計算できます． 1 例題．化学反応 SO2  O2  SO3 において，混合気中の酸素分圧が 0.100bar，温度が 1000K 2 のとき，SO3 と SO2 のモル分率（分圧比）を求めよ．解答 JANAF の熱化学的性質表より log10 K f [SO3 ]  15.338 log10 K f [SO 2 ]  15.081 よって， log10 K  log10 K f [SO3 ] K f [SO 2 ]  log10 K f [SO3 ]  log10 K f [SO 2 ]  15.338  15.081  0.257  K  100.257  1.80717 となるので，モル分率（分圧比）は p[SO3 ]  K  p[O 2 ]1 / 2  1.80717  0.100  0.57148  0.571 p[SO 2 ] となります． http://www.sit.ac.jp/user/konishi/JPN/Tech_inform/Pdf/ChemEQofSO3andSO2.pdf Copyright ⓒ 2014 小西克享, All Rights Reserved. 個人的な学習の目的以外での使用，転載，配布等はできません．お願い：本資料は，埼玉工業大学在学生の学習を支援することを目的として公開しています．本資料の内容に関する本学在学生以外からのご質問・ご要望にはお応えできません．