化学平衡の例

平衡とは、化学反応において、生成物と反応物の濃度に正味の変化がない状態です。

化学的平衡の例

化学反応では、反応物が生成物に変化します。反応が始まった後、後方反応と前方反応の速度は類似している可能性があります。変換された反応物は、逆反応によって再び作られます。

結果として、生成物と反応物は化学平衡状態になります:

• H2 + N2 ⇌ 2NH3

• PCl2 + PCl3 ⇌ PCl5

• 2NO2 ⇌ N2O4

平衡反応とは?

平衡反応とは、反応が完了する前後の反応物間の化学反応を指します (つまり、熱力学的平衡状態)。平衡反応の例は、水が蒸発して蒸気を形成することです。

熱力学的平衡状態とは、あらゆるタイプの平衡を満たす反応を指します。

これらは次のとおりです:

• 熱平衡

• 化学平衡

• 機械的平衡

化学的平衡

化学平衡とは、生成物と反応物の濃度が時間とともに変化せず、それらの特性に追加の変化が見られない系の状態です。

化学平衡の分類

化学平衡には 2 つのカテゴリがあります:

均質な均衡

化学平衡のすべての生成物と反応物が同様の相にあるとき、それは均一平衡として知られています。さらに、均一平衡には 2 つのタイプがあります。

不均一な均衡

化学平衡の生成物と反応物が異なる相に存在する場合、それは不均一平衡として知られています。例:

CO2 (g) + CaO (s)⇌CaCO3 (s)

したがって、さまざまなタイプの化学平衡は、生成物と反応物の相に基づいています。

化学的平衡に影響を与える要因

システムの圧力、濃度、温度などのさまざまな要因が化学平衡に影響します:

1.濃度の変化:

• 追加された生成物または反応物の濃度は、追加された物質を吸収する反応によって制御されます。

• 除去された生成物または反応物の濃度は、除去された物質を復元する方向の反応によって減少します。

• 生成物または反応物の濃度が変化すると、化学平衡における組み合わせの組成が変化します。

2.圧力の変化:

気体生成物と反応物の総量が変化するため、体積変化による圧力変化が気体反応に影響を与えます。

3.気温の変化:

化学平衡に対する温度の影響は、反応の ΔH の符号に依存し、ルシャトリエの原理に従います。

• 温度が上昇すると、発熱反応の平衡定数が減少します。

• 吸熱反応では、温度が上昇すると平衡定数が上昇します。

4.触媒の効果:

触媒は反応を速めるだけで、化学平衡には影響しません。逆反応と順反応の両方を等しくスピードアップします。これは反応に影響を与え、より速く平衡に達します。

触媒反応と無触媒反応では、同じ数の生成物と反応物が平衡状態で存在します。触媒の存在は、反応を刺激して、反応物から生成物への低エネルギー遷移状態を進行させるだけです。

結論

この記事では、平衡と平衡反応の概念とその分類について説明しました。平衡とは、生成物または反応物の濃度に正味の変化を示さない化学の状態を指すことを学びました。さらに、平衡反応は、反応が完了する前後の反応物間の化学反応です (すなわち、熱力学的平衡状態)。平衡反応の例は、水が蒸発して蒸気を形成することです。また、化学平衡の概念と化学平衡に影響を与える要因についても説明しました。