はじめに:-
バランスの取れた化学反応について話すとき、方程式の両側の各要素が同じ数の原子を持っていることを意味します.平衡濃度の概念は、これらのバランスの取れた化学反応に基づいています。化学物質の反応物と生成物が時間に依存しない場合、それは平衡濃度にあると言います。平衡濃度とも呼ばれる化学平衡は、化学プロセスにおける順方向反応の速度が逆方向反応の速度と等しい場合に発生します。同時に、生成物と反応物は変化せず、反応が停止したことを示します。
平衡定数:-
平衡濃度方程式を使用して平衡濃度を計算する方法を理解するには、まず平衡定数 Kc の式を把握する必要があります。平衡定数は、化学物質が平衡状態にあるときの反応物に対する生成物の比率です。次の化学反応を考えてみましょう:
aA + bB ———–› cC + dD。
上記の方程式の平衡定数 (Kc) は次のとおりです。
平衡濃度の計算:-
ICE テーブルを使用して平衡濃度方程式を見つけるのが最も簡単な方法です。これは、各生成物と反応物がどれだけ与えられ、どれだけ見つける必要があるかを示すよく整理された表です。平衡濃度の計算方法を見ると、平衡定数と表が役に立ちます。初期濃度は文字「I」で表されます。文字「C」は濃度変化を表します。平衡濃度は文字「E」で表されます。
化学プロセスの平衡濃度を決定するには、いくつかの手順に従う必要があります。手順は次のとおりです。
- 最初のステップは、化学反応の平衡方程式を次のように書き留めることです
aA + bB ———–› cC + dD。
- 2 番目のステップは、生成物と反応物の濃度をモル単位に変換することです。
- ICE テーブルを形成し、与えられた量と見つけなければならないものを決定することが第 3 段階です。
ルシャトリエの原理:-
一般にル シャトリエの原理として知られる平衡の法則は、条件の変化が化学平衡に及ぼす影響を予測する化学の原理です。この原理は、フランスの科学者アンリ・ルイ・ル・シャトリエにちなんで名付けられましたが、カール・フェルディナンド・ブラウンが独自に発見したとされています。次のように表現できます。
長い間平衡状態にあったシステムが、濃度、温度、体積、または圧力の変化にさらされると、
(1) 新しい均衡への移行、および
(2) このシフトは、適用された変更を部分的に無効にします。
- 確立されたシステムが混乱すると、変更の影響を軽減するように調整されます。
摂動にもかかわらず平衡状態を全身的に維持するという概念は、分野に応じてさまざまな名前で知られており (たとえば、生物学では、ホメオスタシスは概念を包含する用語です)、主にさまざまな文脈で研究されてきました。自然科学で。この原理は、可逆プロセスの応答を変更するために化学で使用され、通常はその収量を増加させます。ルシャトリエの原理によれば、受容体へのリガンドの結合は薬理学の平衡を変化させ、受容体の活性化と脱感作のさまざまなプロセスを説明します。この概念は、効率的な経済システムにおける価格均衡の説明を助けるために、経済学で一般化されています。
このタイプのシステムでは、ル シャトリエの原理に反しているように見える現象が発生する可能性があります。
圧力変化の影響:-
液相と固相は圧力変動の影響を受けません。一方、圧力は気相に大きな影響を与えます。ルシャトリエの原理によれば、圧力を上げると平衡はガスのモルが少ない反応側に押し出され、圧力を下げると平衡はガスのモルが多い反応側に押し出されます。反応の両側のガスのモル数が同じ場合、圧力は影響しません。
気温変化の影響:-
反応の種類によって、発熱か吸熱かが決まります。吸熱とは化学プロセスがエネルギーを吸収することを意味し、発熱とは反応がエネルギーを放出することを意味します。その結果、エネルギーは反応物または反応の生成物として考えることができます:
吸熱:エネルギー + 反応物 ————-› 製品
発熱:反応物 ————-› 製品 + エネルギー
温度はシステムのエネルギーの尺度の 1 つであるため、温度の上昇はエネルギーの追加と考えることができます。反応は、反応物または生成物が導入されているかのように作用し、結果として反対側にシフトします。吸熱反応の温度が上昇すると、効果的に反応物が追加され、バランスが生成物にシフトします。温度を下げると、反応物 (吸熱プロセスの場合) または生成物 (発熱反応の場合) が低下し、それに応じて平衡が調整されます。
結論:-
ルシャトリエの原理を使用して、集中力の変化などのストレスが平衡応答システムにどのように影響するかを予測できます。反応種の濃度が上昇すると (一定の V と T で)、平衡系は反対方向にシフトし、その種の濃度が低下します。
