| 1 熱力学と熱測定 1 |
| 1.1 実験化学における熱力学と熱測定 1 |
| 1.1.1 熱力学の歴史と役割 1 |
| 1.1.2 熱測定の重要性と役割 6 |
| 1.2 熱力学データの取扱いと発表形式に関する国際基準 9 |
| 1.2.1 精度と確度 10 |
| 1.2.2 結果の表示法 11 |
| 1.3 熱力学デ一夕ベース 14 |
| 1.3.1 状態関数としての熱力学データ : 測定と評価の特徴 15 |
| 1.3.2 熱力学デ一タベース評価活動 19 |
| 1.3.3 熱力学デ一タベースとはなにか : その発展形態について 21 |
| 1.3.4 熱力学デ一夕ベースの利用法 22 |
| 1.3.5 熱分析と平衡論の利用 24 |
| 2 温度測定 27 |
| 2.1 はじめに 27 |
| 2.2 温度測定の原理 28 |
| 2.3 温度計の種類とその留意点 29 |
| 2.3.1 抵抗温度計 29 |
| 2.3.2 抵抗温度計の取扱い 31 |
| 2.3.3 熱電対 33 |
| 2.3.4 放射温度計 35 |
| 2.3.5 ガラス製温度計 37 |
| 2.3.6 温度計の校正 37 |
| 2.4 特殊な温度測定 38 |
| 2.4.1 非接触温度測定 38 |
| 2.4.2 極低温温度測定 39 |
| 2.4.3 極磁場中での温度測定 40 |
| 3 熱分析 41 |
| 3.1 概説 41 |
| 3.1.1 熱分析の定義 41 |
| 3.1.2 種々の熱分析 43 |
| 3.2 データの取扱いと国際基準，標準化，標準サンプル 47 |
| 3.2.1 データの取扱いと国際基準 47 |
| 3.2.2 標準化 50 |
| 3.2.3 標準サンプル 52 |
| 3.3 示差熱分析と示差走査熱量測定 53 |
| 3.3.1 原理 53 |
| 3.3.2 測定操作 58 |
| 3.3.3 応用 62 |
| 3.4 温度変調示差走査熱量測定 68 |
| 3.4.1 温度変調示差走査熱量測定の概要 68 |
| 3.4.2 測定 70 |
| 3.4.3 データ解析の方法と測定例 70 |
| 3.5 外場下熱分析 74 |
| 3.6 高感度高分解能示差熱分析 78 |
| 3.7 走査型プローブ顕微鏡を利用した局所熱分析 81 |
| 3.7.1 はじめに 81 |
| 3.7.2 AFMによる熱画像計測 82 |
| 3.7.3 SThMによる局所熱分析 84 |
| 3.7.4 おわりに 87 |
| 4 非反応系のカロリメトリー 89 |
| 4.1 概説 89 |
| 4.1.1 カロリメーターの分類 89 |
| 4.1.2 カロリメーターの選択と注意点 93 |
| 4.2 熱容量測定 95 |
| 4.2.1 断熱法 95 |
| 4.2.2 緩和法 106 |
| 4.2.3 ACカロリメトリー 112 |
| 4.2.4 レーザーフラッシュ法 117 |
| 4.2.5 流体試料用フロー法 123 |
| 4.3 温度ジャンプカロリメトリー 135 |
| 4.3.1 高温試料投入型熱量計 135 |
| 4.3.2 低温試料投入型熱量計 141 |
| 4.3.3 熱容量の導出 143 |
| 4.3.4 温度ジャンプカロリメトリーの応用 145 |
| 4.4 蒸発熱測定 147 |
| 4.4.1 蒸発熱 147 |
| 4.4.2 直接測定の原理 148 |
| 4.4.3 断熱型熱量計による蒸発熱測定 150 |
| 4.4.4 伝導型熱量計による蒸発熱測定 151 |
| 4.4.5 その他の蒸発熱測定法 152 |
| 4.4.6 間接的な蒸発熱の決定方法 153 |
| 4.5 昇華熱測定 154 |
| 4.6 混合熱測定 156 |
| 4.6.1 非熱量測定法 157 |
| 4.6.2 直接熱量測定法 158 |
| 4.6.3 混合熱熱量計周辺機器の準備と使用法 162 |
| 4.6.4 混合熱測定の実際と低温・高温測定および高圧測定 164 |
| 4.6.5 フロー型熱量計による混合エンタルピー測定の実際 165 |
| 5 非反応系の特殊なカロリメトリー 171 |
| 5.1 極低温での熱容量測定 171 |
| 5.1.1 極低温測定の注意点 171 |
| 5.1.2 冷凍装置 173 |
| 5.1.3 極低温カロリメトリーで使用される温度計 174 |
| 5.1.4 極低温での各種熱容量測定法 175 |
| 5.2 高温での熱容量測定 178 |
| 5.2.1 断熱法 178 |
| 5.2.2 直接加熱法 180 |
| 5.2.3 冷却法 183 |
| 5.3 熱容量スペクトロスコピー 185 |
| 5.4 凝縮気体および蒸着試料カロリメトリー 190 |
| 5.4.1 凝縮気体用熱量計の実例 190 |
| 5.4.2 蒸着試料用熱量計の実例 192 |
| 5.4.3 熱容量値の求め方 194 |
| 5.5 磁場下での熱容量測定 195 |
| 5.5.1 磁場の発生，試料空間，均一性 196 |
| 5.5.2 磁場下熱容量測定で用いる温度計 197 |
| 5.5.3 磁場下温度校正 198 |
| 5.5.4 磁場中熱容量測定を行う上での注意 199 |
| 5.6 高圧化での熱容量測定 199 |
| 5.6.1 断熱法 200 |
| 5.6.2 示差走査法(DSC) 203 |
| 5.6.3 交流法 204 |
| 5.6.4 パルス法・ホットワイヤー法 204 |
| 5.6.5 その他の方法 205 |
| 6 反応系のカロリメトリー 207 |
| 6.1 概説 207 |
| 6.1.1 熱力学的意義 207 |
| 6.1.2 反応熱測定にあたって 208 |
| 6.1.3 反応熱測定用熱量計設計の注意と検定 211 |
| 6.2 燃焼熱測定 213 |
| 6.2.1 測定原理 216 |
| 6.2.2 固定試料の燃焼熱測定装置 218 |
| 6.2.3 試料と測定法 220 |
| 6.3 液－液および固－液反応熱測定 223 |
| 6.3.1 生成エンタルピーからの反応熱評価法 223 |
| 6.3.2 反応熱測定法 224 |
| 6.4 気－固反応熱測定 229 |
| 6.4.1 熱量計およびカロリメトリー 229 |
| 6.4.2 気体定量系 233 |
| 6.5 滴定カロリメトリー 235 |
| 6.5.1 滴定カロリメトリーの特徴 235 |
| 6.5.2 滴定カロリメトリーの測定装置 235 |
| 6.5.3 結合反応のシミュレーションと滴定カロリメトリーの適用可能範囲 237 |
| 6.5.4 滴定カロリメトリーの測定の実際 239 |
| 6.5.5 滴定カロリメトリーの測定データの解析の実際 240 |
| 6.5.6 滴定カロリメトリーの測定上の注意点 241 |
| 6.5.7 滴定カロリメトリーの測定データの解析上の注意点 243 |
| 6.6 高温での反応カロリメトリー 244 |
| 6.6.1 双子高温微少熱量計 244 |
| 6.6.2 1500℃以上まで使用できる双子高温熱量計 248 |
| 7 界面現象のカロリメトリー 249 |
| 7.1 固体の表面エネルギー 250 |
| 7.1.1 表面エネルギーと表面自由エネルギー 250 |
| 7.1.2 表面エネルギーの測定 250 |
| 7.2 浸漬熱と吸着熱 252 |
| 7.3 浸漬熱の測定 254 |
| 7.3.1 浸漬熱測定用熱量計 254 |
| 7.3.2 浸漬熱測定における問題点 259 |
| 7.4 吸着熱の測定 263 |
| 7.4.1 吸着熱の定義 263 |
| 7.4.2 吸着熱の測定(間接法) 265 |
| 7.4.3 吸着熱の測定(直接法) 266 |
| 7.4.4 気体の吸着熱測定における問題点 272 |
| 7.5 溶液からの吸着熱の測定 275 |
| 7.5.1 溶液からの吸着熱測定に用いられる熱量計 275 |
| 7.5.2 溶液からの吸着熱測定における問題点 276 |
| 7.6 吸着分子膜の熱測定 277 |
| 7.6.1 Rappらの熱量計 277 |
| 7.6.2 Dashらの熱量計 279 |
| 7.6.3 稲葉らの熱量計 280 |
| 7.6.4 Chanらによるac法の熱量計 282 |
| 8 バイオカロリメトリー 285 |
| 8.1 概説 285 |
| 8.2 生体分子の安定性と熱測定 287 |
| 8.2.1 生体分子の立体構造変化と熱力学量変化 287 |
| 8.2.2 立体構造変化の可逆性と平衡の確認 288 |
| 8.2.3 生体分子の熱容量 289 |
| 8.2.4 等温酸滴定熱量測定法(IATC)による立体構造転移の観測 293 |
| 8.2.5 単量体タンパク質の多状態転移 295 |
| 8.2.6 多量体タンパク質の熱転移 296 |
| 8.2.7 DNA二重らせん構造の熱転移 297 |
| 8.2.8 りん脂質膜の熱転移 299 |
| 8.3 生体分子間相互作用の熱測定 301 |
| 8.3.1 高精度滴定型熱量計 301 |
| 8.3.2 生体分子間相互作用 305 |
| 8.4 関連した熱力学的測定 : 部分体積と圧縮率 310 |
| 8.4.1 部分体積の測定 310 |
| 8.4.2 圧縮率の測定 313 |
| 8.5 触媒作用の熱測定 316 |
| 8.5.1 酵素反応 317 |
| 8.5.2 酵素反応の速度論 318 |
| 8.5.3 緩衝液の選択 319 |
| 8.6 細胞・微生物の熱測定 321 |
| 8.6.1 進化の指標としての生体の熱生成 321 |
| 8.6.2 動植物細胞と病態分析への応用 322 |
| 8.6.3 微生物細胞における熱化学 322 |
| 8.6.4 微生物増殖活性の計測とその応用 323 |
| 8.6.5 食品腐敗の計測と予測食品微生物学への応用 324 |
| 8.7 生体の熱測定 326 |
| 8.7.1 筋収縮の熱測定 326 |
| 8.7.2 ミトコンドリア電子伝達系 327 |
| 8.7.3 クロロプラスト 328 |
| 8.7.4 植物種子 328 |
| 8.7.5 昆虫の変態 329 |
| 9 平衡蒸気圧の測定 331 |
| 9.1 概説 331 |
| 9.1.1 まえがき 331 |
| 9.1.2 平衡蒸気圧と熱力学量との関係 331 |
| 9.1.3 蒸気圧の温度表示式 333 |
| 9.1.4 圧力の単位 333 |
| 9.2 一成分系(その1－水溶液および有機物質) 334 |
| 9.2.1 圧力測定装置 334 |
| 9.2.2 静止法による蒸気圧決定 335 |
| 9.2.3 動的方法による蒸気圧決定 336 |
| 9.2.4 水溶液の蒸気圧測定 338 |
| 9.3 一成分系(その2－高温無機物質) 340 |
| 9.3.1 蒸気圧の測定法 341 |
| 9.3.2 蒸気圧測定の応用例 343 |
| 9.4 二成分系 346 |
| 9.4.1 まえがき 346 |
| 9.4.2 静止法 347 |
| 9.4.3 循環法 353 |
| 9.4.4 露点沸点法 357 |
| 9.4.5 流通法 358 |
| 9.4.6 等圧法 360 |
| 9.4.7 測定値の健全性と過剰ギブズエネルギー 361 |
| 9.4.8 まとめ 362 |
| 10 関連する物性量の測定 365 |
| 10.1 熱重量測定 365 |
| 10.1.1 TG措置と動作原理 365 |
| 10.1.2 TGの測定操作 367 |
| 10.1.3 TG曲線の解析 368 |
| 10.1.4 TGの進歩 369 |
| 10.2 熱膨張率 371 |
| 10.2.1 体膨張率と線膨張率 371 |
| 10.2.2 熱膨張率測定の原理 372 |
| 10.2.3 体膨張率測定 372 |
| 10.2.4 線膨張率測定 374 |
| 10.3 圧縮率 377 |
| 10.3.1 圧縮率の定義 377 |
| 10.3.2 気体の等温圧縮率の測定 378 |
| 10.3.3 液体の等温圧縮率の測定 380 |
| 10.3.4 固体の等温圧縮率の測定 381 |
| 10.3.5 超音波による液体の断熱圧縮率の測定 384 |
| 10.4 熱機械測定(粘弾性) 386 |
| 10.4.1 熱機械測定 386 |
| 10.4.2 複素弾性率 387 |
| 10.4.3 動的熱機械測定 389 |
| 10.4.4 測定条件の影響 390 |
| 10.5 熱伝導率と熱拡散率 391 |
| 10.5.1 熱伝導率と熱拡散率の定義と相互の関係 391 |
| 10.5.2 定常法による測定 392 |
| 10.5.3 非定常法による測定 394 |
| 10.6 気体のビリアル係数 404 |
| 10.6.1 ビリアル係数 404 |
| 10.6.2 実験 406 |
| 11 高圧下での測定 411 |
| 11.1 超高圧力の発生と圧力測定 411 |
| 11.1.1 概説 411 |
| 11.1.2 超高圧技術の発展 413 |
| 11.1.3 マルチアンビル装置 416 |
| 11.1.4 ダイヤモンドアンビル装置 421 |
| 11.1.5 超高圧力測定法 424 |
| 11.2 超高圧固体物性の測定 427 |
| 11.2.1 概説 427 |
| 11.2.2 光技術 428 |
| 11.2.3 高圧X線回折・分光 435 |
| 11.3 液体圧力の発生と圧力測定 444 |
| 11.3.1 概説 444 |
| 11.3.2 高圧容器と材料 445 |
| 11.3.3 高圧装置の要素 450 |
| 11.3.4 圧力シール 452 |
| 11.3.5 圧力媒体 454 |
| 11.3.6 圧力発生 455 |
| 11.3.7 圧力計測 457 |
| 11.3.8 保守管理と安全対策 458 |
| 11.4 高圧流体物性の測定 460 |
| 11.4.1 概説 460 |
| 11.4.2 電気伝導度測定 461 |
| 11.4.3 分光スペクトル測定 465 |
| 11.4.4 磁気共鳴測定 468 |
| 11.4.5 X線・中性子回折 472 |
| 11.5 高圧化の物質合成 : 無機化合物 477 |
| 11.5.1 概説 477 |
| 11.5.2 ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素および新高硬度物質の合成 478 |
| 11.5.3 無機化合物の合成 480 |
| 11.6 高圧化の物質合成 : 有機化合物 488 |
| 11.6.1 概説 488 |
| 11.6.2 官能基変換反応 489 |
| 11.6.3 機能性物質の合成 492 |
| 11.6.4 天然物の合成 493 |
| 11.7 高圧化の生化学反応 496 |
| 11.7.1 概説 496 |
| 11.7.2 タンパク質の振動分光法 497 |
| 11.7.3 タンパク質のNMR 501 |
| 11.7.4 タンパク質のX線回折 505 |
| 11.7.5 酵素反応の測定 507 |
| 付録 513 |
| 付録1 基本物理定数(2002) 514 |
| 付録2 エネルギー単位および圧力単位の換算表 515 |
| 付録3 国際温度目盛 516 |
| 3-1 1990年国際温度目盛 516 |
| 3-2 暫定低温目盛 517 |
| 3-3 二次基準点例 519 |
| 付録4 熱量および温度の標準物質 520 |
| 付録5 熱量対起電力表 521 |
| 付録6 熱量計用材料の比熱容量 528 |
| 付録7 熱量計用材料の線膨張 529 |
| 付録8 熱量計用材料の熱伝導率 530 |
図書
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