平衡状態とは、対立する 2 つの派閥間のバランスのとれた状態として定義されます。テーブルに残った熱いお茶を考えてみてください。カップ内の温度が周囲の温度よりも大幅に高いことがわかっています。時間が経つにつれて、カップが大気中に熱を放出することが観察されます。カップ内の温度が周囲の温度と等しくなるまで、熱を放出し続けます。これは平衡状態と呼ばれます。
この記事では、平衡定数、反応商、およびギブスの自由エネルギーの関係を調査し、平衡定数の例を示します。
化学的平衡
化学反応は、反応物と生成物の濃度がそれ以上変化しなくなると、化学平衡状態に達したと言われます。化学反応が化学平衡状態に達すると、反応物側の順反応の速度は、生成物側の逆反応の速度と常に等しくなります。化学平衡状態の平衡混合物は、反応物と反応の生成物成分の混合物として定義されます。
化学平衡は、さらに次の 3 つのグループに分類されます。
<オール>平衡定数
化学平衡の法則は、平衡定数を与えます。化学平衡状態の場合、固定された一定温度で、式の反応物の濃度の乗算に対する反応の生成物の乗算の比率であり、それぞれが反応中の要素の対応する係数に累乗されます.
一般的な化学反応の化学平衡は、
a.A + b.B ⇌ c.C + d.D,
Kc =[C]c [D]d / [A]a [B]b (Kc =平衡定数)
平衡定数の特徴
平衡定数の重要な特徴のいくつかは次のとおりです。
- 平衡定数は、反応物中の元素と生成物中の元素の濃度が化学平衡状態で一定の値に達した場合にのみ表すことができます。
- 平衡定数の値は、反応物中の元素および生成物中の元素の初期濃度に依存しません。
- 平衡定数は、反応が起こる温度に依存します。化学反応には 1 つの固定値があり、バランスのとれた方程式は、特定の温度でのこの値を表します。
- 逆反応の Kc は正反応の逆平衡定数 (Kc) 値に等しく、逆もまた同様です。
解決例
質問:温度 800K の密閉容器内の平衡状態で、N2 =2.0 × 10-3M、O2 =6 × 10-3M、および NO=5 × 10-3M の濃度。反応の Kc はどうなりますか
N2 + O2 ⇌ 2NO
解決策:
反応平衡定数の場合、Kc は次のように記述できます。
Kc =[NO]2 / [N]1.[O]1
Kc =[5 x 10-3]2 / [2 x 10-3].[6 x 10-3]
Kc =2.08.
反応指数
反応商 (Q) は、化学平衡定数 Kc に似ています。両者の唯一の違いは、反応商の計算における濃度が化学平衡値ではないことです。
一般的な化学反応の場合:
aA + bB ⇌ cC + dD
Qc =[C]c [D]d / [A]a [B]b
次に、
Qc> Kc の場合、反応は逆反応になります。
Qc
Qc =Kc の場合、反応は平衡状態にあります。
一定の温度と一定の圧力で化学反応が起こる場合、熱力学の第 2 法則は、新しい式を与えるように配置できます。
ΔG =H – T.S
これは、ギブスの自由エネルギー (ΔG) の式です。
ここで、H =エンタルピー
T =温度
S =エントロピー
化学反応の速度は、反応の化学平衡の値には影響しません。ただし、Kc の値は反応の熱力学に依存するため、ギブズ自由エネルギー (ΔG) に依存します。
ΔG については、次の条件が得られます。
次の式は、平衡定数、反応商、およびギブスの自由エネルギーの間の関係を示します。
上記の記事は、化学反応における平衡定数、反応商、およびギブス エネルギーに関する包括的な情報を提供します。詳細な平衡定数、反応商、およびギブズ自由エネルギーの注記から、反応商とギブス自由エネルギーの例を使用して、平衡の概念を理解できます。化学平衡は、それ以上反応が起こらない平衡状態として定義されます。化学反応の平衡定数と反応商は同じですが、Qc は非平衡反応に対して計算されます。ギブスの自由エネルギー
平衡定数、反応指数、ギブズ自由エネルギーの関係
結論
