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サバティエ反応

索引 サバティエ反応

バティエ反応(サバティエはんのう、Sabatier reaction)は、水素と二酸化炭素を高温高圧状態に置き、ニッケルを触媒としてメタンと水を生成する化学反応。さらに効果的な触媒として、酸化アルミニウム上にルテニウムを担持させた触媒も使える。この化学反応は次の式で表される。 フランスの化学者ポール・サバティエが発見した。.

22 関係: 二酸化炭素低軌道化学反応化学量論化学者マーズ・ダイレクトポール・サバティエメタンルテニウムフランスニッケルアメリカ航空宇宙局国際宇宙ステーション熱分解触媒酸化アルミニウム酸素電気分解水素水性ガス水性ガスシフト反応有人宇宙飛行

二酸化炭素

二酸化炭素(にさんかたんそ、carbon dioxide)は、化学式が CO2 と表される無機化合物である。化学式から「シーオーツー」と呼ばれる事もある。 地球上で最も代表的な炭素の酸化物であり、炭素単体や有機化合物の燃焼によって容易に生じる。気体は炭酸ガス、固体はドライアイス、液体は液体二酸化炭素、水溶液は炭酸・炭酸水と呼ばれる。 多方面の産業で幅広く使われる(後述)。日本では高圧ガス保安法容器保安規則第十条により、二酸化炭素(液化炭酸ガス)の容器(ボンベ)の色は緑色と定められている。 温室効果ガスの排出量を示すための換算指標でもあり、メタンや亜酸化窒素、フロンガスなどが変換される。日本では2014年度で13.6億トンが総排出量として算出された。.

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低軌道

低軌道 (ていきどう、英語: low orbit) は、人工衛星などの物体のとる衛星軌道のうち、中軌道よりも高度が低いもの。 地球を回る低軌道を地球低軌道 (low Earth orbit、LEO) と言う。LEOは、地球表面からの高度2,000km以下を差し、これに対し、中軌道(MEO)は2,000 kmから36,000 km未満、静止軌道(GEO)は36 000 km前後である。地球低軌道衛星は、約27400 km/h(約8 km/s)で飛行し、1回の周回に約1.5時間を要する(高度約350 kmの例)。 大気のある天体では、低軌道より低い軌道は安定せず、大気の抵抗で急激に高度を下げ、やがては大気中で燃え尽きてしまう。 低軌道は、地球に接近しているという点で、次のような利点がある。.

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化学反応

化学反応(かがくはんのう、chemical reaction)は、化学変化の事、もしくは化学変化が起こる過程の事をいう。化学変化とは1つ以上の化学物質を別の1つ以上の化学物質へと変化する事で、反応前化学物質を構成する原子同士が結合されたり、逆に結合が切断されたり、あるいは化学物質の分子から電子が放出されたり、逆に電子を取り込んだりする。広義には溶媒が溶質に溶ける変化や原子のある同位体が別の同位体に変わる変化、液体が固体に変わる変化MF2等も化学変化という。 化学変化の前後では、化学物質の分子を構成する原子の結合が変わって別の分子に変化する事はあるが、原子そのものが別の原子番号の原子に変わる事はない(ただし原子間の電子の授受や同位体の変化はある)。この点で原子そのものが別の原子に変化する原子核反応とは大きく異なる。 化学反応では反応前の化学物質を反応物(reactant)、反応後の化学物質を生成物(product)といい、その過程は化学反応式で表記される。例えば反応物である(塩酸)とNaOH(水酸化ナトリウム)が化学反応して生成物であるH2O(水分子)とNaCl(食塩)ができあがる状況を示した化学反応式は と表記される。.

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化学量論

化学量論(かがくりょうろん、stoichiometry)とは化学反応における量的関係に関する理論である。言い換えると、化学反応は反応系内の個々の分子が反応により決まる形式による組み換えであるから、反応に関与した量は比例関係が成立することから化学反応の量的関係を説明する理論である。速度論反応との対概念の(化学)量論反応については化学反応論に詳しい。 の語はギリシャ語の根源要素()を意味するστοιχεῖονと計測()を意味するμέτρονとに由来する。.

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化学者

化学者(かがくしゃ)は主として化学を研究する研究者である。 化学を意味する"chemistry"は、ギリシア語の「雑多な素材を混ぜ合わせる」という言葉から由来したといわれるが、その本来の語源はアラビア語(كيمياءまたはالكيمياء)である。日本では「舎密学(せいみがく)」と表記したこともある。 語源的には、alchemist(錬金術師、中世の神秘的化学者)と同じ。最初のもっとも著名な化学者は、バーゼル大学医学部の教授だったといわれるパラケルススで、彼はタロット占いのカードの1に描かれている「魔法使い」のモデルとしても知られている。 現在では、意味は化学に携わる研究者のことに限られる。他の学問領域との境界領域に携わっている場合、どう呼ぶかについての明確な定義はない。 時折科学者と取り違えられたり混同される場合があるが、科学と化学は分野の内容や範疇および定義が異なる為に「似て非なる」存在である。 化学者というと「長い白衣を着て、手に試験管を持つ」というステレオタイプがあるが、実際にはそのような化学者は稀である。 長白衣は「袖を引っ掛かけるため、瓶や器具を転倒させて危険」といわれている。ニチェット式の(医師等が着用する)白衣を着用する。元々は指示薬の染みをつけないようにするものであるから、割烹着以上の意味はない。また、試験管で反応させることは稀で、通常はガラス器具を組み立てて実験する。.

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マーズ・ダイレクト

マーズ・ダイレクト(、日本語訳: 火星直行計画)は、1990年代のロケット技術のみで比較的低コストで実現可能な案として提案された火星有人探査計画。この計画は1990年、ロバート・ズブリンとデイビッド・ベイカーの研究報告として提唱された。ズブリンの1996年の著書 The Case For Mars にて広く知られるようになった。 火星大気の豊富な二酸化炭素を用い、地球帰還用の燃料を現地調達する、というアイデアが本計画の大きな特徴として挙げられる。.

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ポール・サバティエ

ポール・サバティエ(Paul Sabatier, 1854年11月5日 - 1941年8月14日)は、フランス・カルカソンヌ出身の化学者。1905年に理学部学部長となるまで、化学の教授として講義を行っていた。 1877年に高等師範学校を卒業し、1880年にはコレージュ・ド・フランスに移っている。硫黄と金属硫酸塩の熱化学の研究を行い、この業績によって博士号を得た。 トゥールーズに移ってからは硫化物、塩化物、クロム酸塩や銅化合物について研究を行った。また、窒素酸化物やニトロソジスルホン酸およびその塩の研究から、分配係数と吸収スペクトルの基礎研究を行った。 サバティエは水素化の工業利用を大いに容易にした。1897年、アメリカの化学者ジェームズ・ボイスの生化学の成果に基づき、サバティエは触媒として微量のニッケルを使うと、アルケン等の炭素化合物の分子に容易に水素を付加できることを発見した。これによって、魚油などを固形の硬化油にすることが可能となった。 サバティエの業績でも最も知られているのが二酸化炭素と水素を反応させてメタンを得るサバティエ反応と La Catalyse en Chimie Organique(有機化学における触媒、1913年)などの著作である。微細な金属粒子を用いる有機化合物の水素化法の開発によって1912年にヴィクトル・グリニャールと共にノーベル化学賞を受賞している。 トゥールーズにて死去。生涯に4度結婚している。 トゥールーズ第三大学はポール・サバティエの名を冠している。また、サバティエは数学者トーマス・スティルチェスと共に Annales de la Faculté des Sciences de Toulouse という学術誌を創刊した。 弟子には、久保田勉之助(1885年–1961年、平田義正の師)がいる。.

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メタン

メタン(Methan (メターン)、methaneアメリカ英語発音: (メセイン)、イギリス英語発音: (ミーセイン)。)は最も単純な構造の炭化水素で、1個の炭素原子に4個の水素原子が結合した分子である。分子式は CH4。和名は沼気(しょうき)。CAS登録番号は 。カルバン (carbane) という組織名が提唱されたことがあるが、IUPAC命名法では非推奨である。.

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ルテニウム

ルテニウム(ruthenium)は原子番号44の元素。元素記号は Ru。漢字では釕(かねへんに了)と表記される。白金族元素の1つ。貴金属にも分類される。銀白色の硬くて脆い金属(遷移金属)で、比重は12.43、融点は2500 、沸点は4100 (融点、沸点とも異なる実験値あり)。常温、常圧で安定な結晶構造は、六方最密充填構造 (HCP)。酸化力のある酸に溶ける。王水とはゆっくり反応。希少金属である。.

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フランス

フランス共和国(フランスきょうわこく、République française)、通称フランス(France)は、西ヨーロッパの領土並びに複数の海外地域および領土から成る単一主権国家である。フランス・メトロポリテーヌ(本土)は地中海からイギリス海峡および北海へ、ライン川から大西洋へと広がる。 2、人口は6,6600000人である。-->.

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ニッケル

ニッケル (nikkel, nickel, niccolum) は、原子番号28の金属元素である。元素記号は Ni。 地殻中の存在比は約105 ppmと推定されそれほど多いわけではないが、鉄隕石中には数%含まれる。特に 62Ni の1核子当たりの結合エネルギーが全原子中で最大であるなどの点から、鉄と共に最も安定な元素である。岩石惑星を構成する元素として比較的多量に存在し、地球中心部の核にも数%含まれると推定されている。.

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アメリカ航空宇宙局

アメリカ航空宇宙局(アメリカこうくううちゅうきょく、National Aeronautics and Space Administration, NASA)は、アメリカ合衆国政府内における宇宙開発に関わる計画を担当する連邦機関である。1958年7月29日、国家航空宇宙法 (National Aeronautics and Space Act) に基づき、先行の国家航空宇宙諮問委員会 (National Advisory Committee for Aeronautics, NACA) を発展的に解消する形で設立された。正式に活動を始めたのは同年10月1日のことであった。 NASAはアメリカの宇宙開発における国家的努力をそれ以前よりもさらに充実させ、アポロ計画における人類初の月面着陸、スカイラブ計画における長期宇宙滞在、さらに宇宙往還機スペースシャトルなどを実現させた。現在は国際宇宙ステーション (International Space Station, ISS) の運用支援、オリオン宇宙船、スペース・ローンチ・システム、商業乗員輸送などの開発と監督を行なっている。 宇宙開発に加えてNASAが帯びている重要な任務は、宇宙空間の平和目的あるいは軍事目的における長期間の探査である。人工衛星を使用した地球自体への探査、無人探査機を使用した太陽系の探査、進行中の冥王星探査機ニュー・ホライズンズ (New Horizons) のような太陽系外縁部の探査、さらにはハッブル宇宙望遠鏡などを使用した、ビッグ・バンを初めとする宇宙全体への探査などが主な役割となっている。2006年2月に発表されたNASAの到達目標は、「宇宙空間の開拓、科学的発見、そして最新鋭機の開発において、常に先駆者たれ」であった。.

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国際宇宙ステーション

CGによる完成予想図。 国際宇宙ステーション(こくさいうちゅうステーション、International Space Station、略称:ISS、Station spatiale internationale、略称:SSI、Междунаро́дная косми́ческая ста́нция、略称:МКС)は、アメリカ合衆国、ロシア、日本、カナダ及び欧州宇宙機関 (ESA) が協力して運用している宇宙ステーションである。地球及び宇宙の観測、宇宙環境を利用した様々な研究や実験を行うための巨大な有人施設である。地上から約400km上空の熱圏を秒速約7.7km(時速約27,700km)で地球の赤道に対して51.6度の角度で飛行し、地球を約90分で1周、1日で約16周する。なお、施設内の時刻は、協定世界時に合わせている。 1999年から軌道上での組立が開始され、2011年7月に完成した。当初の運用期間は2016年までの予定であったが、アメリカ、ロシア、カナダ、日本は少なくとも2024年までは運用を継続する方針を発表もしくは決定している。運用終了までに要する費用は1540億USドルと見積もられている(詳細は費用を参照)。.

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熱分解

熱分解(ねつぶんかい、)は、有機化合物などを、酸素やハロゲンなどを存在させずに加熱することによって行われる化学分解である。化学合成の変化を実験で調べることができる。また逆反応は起こらない。英語 pyrolysis の語源はギリシャ語由来の形態素 pyro-〈火〉と ''-lysis''〈分解〉の合成によるものである。蒸気の共存下に行われる場合もある。 化学分析においては、複雑な組成の物質を単純な分子へと分けることによって同定を行う目的で利用される。熱分解ガスクロマトグラフィーなどがその例である。 工業的には、ある単一物質を他の物質へ変換するのに用いられる。例えば1,2-ジクロロエタンを熱分解して塩化ビニルが製造される。これはポリ塩化ビニルの原料となる。また、バイオマスや廃棄物をより有益な、あるいはより危険性の少ない物質へ変換するのにも利用される(合成ガスなど)。 炭素のみが得られる過酷な条件での熱分解は炭化と呼ばれる。.

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触媒

触媒(しょくばい)とは、特定の化学反応の反応速度を速める物質で、自身は反応の前後で変化しないものをいう。また、反応によって消費されても、反応の完了と同時に再生し、変化していないように見えるものも触媒とされる。「触媒」という用語は明治の化学者が英語の catalyser、ドイツ語の Katalysator を翻訳したものである。今日では、触媒は英語では catalyst、触媒の作用を catalysis という。 今日では反応の種類に応じて多くの種類の触媒が開発されている。特に化学工業や有機化学では欠くことができない。また、生物にとっては酵素が重要な触媒としてはたらいている。.

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酸化アルミニウム

酸化アルミニウム(さんかアルミニウム、)は、化学式がAlOで表されるアルミニウムの両性酸化物である。通称はアルミナ(α-アルミナ)、礬土(ばんど)。天然にはコランダム、ルビー、サファイアとして産出する。おもに金属アルミニウムの原料として使われるほか、硬度を生かして研磨剤、高融点を生かして耐火物としての用途もある。立方晶系のγ-アルミナは高比表面積を持つことから触媒として重要である。.

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酸素

酸素(さんそ、oxygen)は原子番号8、原子量16.00の非金属元素である。元素記号は O。周期表では第16族元素(カルコゲン)および第2周期元素に属し、電気陰性度が大きいため反応性に富み、他のほとんどの元素と化合物(特に酸化物)を作る。標準状態では2個の酸素原子が二重結合した無味無臭無色透明の二原子分子である酸素分子 O として存在する。宇宙では水素、ヘリウムに次いで3番目に多くの質量を占めEmsley (2001).

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電気分解

電気分解(でんきぶんかい)英語:Electrolysisは、化合物に電圧をかけることで、陰極で還元反応、陽極で酸化反応を起こして化合物を化学分解する方法である。略して電解ともいう。同じ原理に基づき、電気化学的な酸化還元反応によって物質を合成する方法は電解合成と呼ばれ、特に生成物が高分子となる場合は電解重合という。 塩素やアルミニウムなど様々な化学物質が電気分解によって生産されている。水の電気分解は初等教育の中でも取り上げられる典型的な化学実験であるとともに、エネルギー源として期待される水素の製造法として研究が進められている。.

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水素

水素(すいそ、hydrogenium、hydrogène、hydrogen)は、原子番号 1 、原子量 1.00794の非金属元素である。元素記号は H。ただし、一般的には「水素」と言っても、水素の単体である水素分子(水素ガス) H を指していることが多い。 質量数が2(原子核が陽子1つと中性子1つ)の重水素(H)、質量数が3(原子核が陽子1つと中性子2つ)の三重水素(H)と区別して、質量数が1(原子核が陽子1つのみ)の普通の水素(H)を軽水素とも呼ぶ。.

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水性ガス

水性ガスとは水蒸気改質によって生成された主に水素と一酸化炭素で構成される合成ガスである。主に都市ガスや代燃車の燃料として使用された。また燃料以外にメタノールなどの合成化学原料にも用いられる。.

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水性ガスシフト反応

水性ガスシフト反応(すいせいガスシフトはんのう、water gas shift reaction)は有機工業化学の反応の一つで、一酸化炭素と水蒸気から二酸化炭素と水素を生成する反応。単にシフト反応とも言う。 生成物側(右側)へ向かって発熱反応となる。 一般的には石炭や炭化水素を高温で水蒸気と反応させる水蒸気改質に付随する反応であり、この反応を利用することで生成する水素量が増加し、合成ガスの組成を調整できる。ガス組成を変化させることからこの名が付けられた。炭化水素を水素源とする燃料電池の燃料改質では、燃料電池の電極反応を阻害する一酸化炭素の濃度を低減するために、この反応の正反応を積極的に用いる。またハーバー・ボッシュ法によるアンモニア合成に用いる水素も、正反応によって触媒毒の一酸化炭素を除去している。逆反応を利用する例としては、合成ガス製造において一酸化炭素含有量を増やす例が挙げられる。このようにC1化学においては、一般的でかつ重要な反応である。 500℃を超える領域では、平衡が反応物側に偏っており、平衡を生成物寄りにするには更に低温での反応が望ましい。しかし、低温では反応速度は低下する。そのためシフト反応には一般的に触媒が用いられる。工業的には酸化鉄(Fe3O4(マグネタイト))等の遷移金属酸化物が用いられるが、その他白金等が用いられることもある。シフト反応の逆反応を逆シフト反応と言うことがある。 なお、この反応はギ酸を反応中間体として進行すると考えられている。 Category:無機反応 category:化学工学 category:燃料 Category:水素製造.

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有人宇宙飛行

ェミニ4号でアメリカ人初の宇宙遊泳(船外活動)を行った。(1965年) 有人宇宙飛行(ゆうじんうちゅうひこう)とは、宇宙船に人が乗り、宇宙を飛行することである。宇宙飛行を行うために特に訓練された者を宇宙飛行士と呼び、そうでない者が宇宙飛行を行う場合、特に宇宙旅行と呼ぶ。 宇宙ロケットに人間が乗り込むことには、依然安全上の大きなリスクがあり、実際に宇宙開発においては、惑星探査などその多くをロボットが担っているが、人間が行わなくてはならない活動も少なくない。宇宙船内での高度な実験、宇宙ステーションの建設などを行うことは、すなわち宇宙開発の主導権を握ることを意味する。現在建設中の国際宇宙ステーションでは有人飛行実績の高いロシアとアメリカが、主導的な立場を担っている。 有人宇宙飛行に成功しているのはロシア連邦(1961年4月 当時はソビエト連邦)、アメリカ合衆国(1961年5月)、中華人民共和国(2003年10月)の3か国となっている。.

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