単純な化学反応は、反応物の濃度の変化と生成物の形成です。システムが、時間の経過とともに反応物または生成物の濃度がそれ以上変化しない段階に達すると、その状態は化学平衡として知られています。この状態では、反応物の濃度は時間とともに変化せず、生成物も形成されません。反応は、それ以上の結合切断または結合形成なしで静的状態に達します。言い換えれば、化学平衡は、順方向反応の速度が逆方向または逆方向の反応の速度と等しい状態です。濃度化学では、平衡状態は関与する物質の濃度の変化を好みません。化学平衡のすべてを詳しく理解しよう！
平衡段階とは?
動的平衡とも呼ばれ、前進と後退の反応速度が等しくなる段階です。つまり、生成物に変換された反応物の数と反応物に変換された生成物の数は同じです。特定の反応の平衡状態に影響を与える濃度、温度、圧力、触媒など、他にも多くの要因があります。
化学平衡の種類
一般に、化学平衡には主に 2 つのタイプがあります。どちらの化学平衡にも反応物と生成物が含まれますが、それらは互いに少し異なります。ここでは、化学平衡の両方のタイプについて説明します。
<オール>均質化学平衡 –
関与する反応物と生成物の両方が同じ相または状態にある反応。つまり、反応物と生成物が気体の状態で存在するか、すべてが固体または液体の状態で存在します。不均一な化学平衡では、状態または位相差が許可されないことを意味します。これらの反応は、さらに 2 つのカテゴリに分類されます。
反応物の分子数が生成物の分子数と等しい反応。例を挙げて型を理解しましょう。
1) H2 (g) + I2 (g) ⇌ 2HI (g)
2) N2 (g) + O2 (g) ⇌ 2NO (g)
別のタイプの均一系反応は、反応物の数が生成物の分子の数と等しくない反応です。タイプについて詳しく知るために、例を見てみましょう。
1) 2SO2 (g) + O2 (g) ⇌ 2SO3 (g )
2) COCl2 (g) ⇌ CO (g) + Cl2 (g) )
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異種化学平衡
別のタイプの化学平衡は、反応物が反応し、形成された生成物が異なる状態になるものです。関連する反応物質には固体のものもあれば、気体、固体、または液体のものもあります。不均一な化学平衡の例をいくつか示します。
1) CO2 (g) + C (s) ⇌ 2CO (g ）
2) CaCO3 (s) ⇌ CaO (s) + CO2 (g )
したがって、化学平衡は完全に反応物と生成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
ルシャトリエの原理によると、特定の要因が化学平衡に直接影響します。これらは、濃度、温度、圧力、および触媒です。いずれかの要因が変化すると、化学平衡の状態に直接影響します。物理的および化学的平衡作業はどちらも、ルシャトリエの原理に基づいています。化学平衡に関連するその他の要因を次に示します。
集中力の変化
溶液の濃度が変化すると、反応の化学平衡状態に直接影響します。濃縮溶液が化学平衡にどのように影響するかについて、3 つの主なポイントを次に示します。
1) 反応物の濃度が高くなると、添加した反応物が消費される方向に反応が進みます。反応物側の量を増やすと反応が進みやすくなります。
2) あるいは、反応物の濃度が減少した場合。反応は、化学平衡を達成するために逆反応で進行する傾向があります。つまり、製品側の量が増えると、反応は逆方向に移動する傾向があります。
3) 反応物と生成物の濃度が変化する間、混合物の組成も影響を受けます。
気圧変化
どのような反応でも、圧力の変化は体積の変化に直接関係しています。反応物または生成物の圧力が変化すると、ガス反応が直接変化します。
気温の変化
平衡反応に関連する濃度、温度、圧力、および触媒のさまざまな要因の中で、温度は反応において重要な役割を果たします。温度と平衡定数は互いに反比例します。特定の反応で温度が上昇すると、平衡定数は減少します。条件は、反応が発熱することです。あるいは、吸熱反応における温度上昇に伴い、平衡定数が上昇する。平衡定数の変化とは別に、化学反応の速度は温度の変化の影響を受けます。この考え方は、温度を上げると化学平衡が反応物側にシフトするというル・シャトリエの原理に基づいています。しかし、反応は発熱でなければなりません。
触媒の効果
化学平衡に直接影響を与える場合、触媒は重要な役割を果たしません。しかし、その機能は反応をスピードアップすることです。触媒を使用すると、正反応と逆反応の速度が等しく増加します。これにより、反応がはるかに速いペースで平衡状態に達するのに役立ちます。触媒は、反応に低エネルギーの代替経路を提供します。つまり、反応は触媒を使用して容易に平衡状態に達することができます。
化学的平衡の例
どのような化学反応でも、反応はさまざまな反応物と生成物から始まります。反応物は直接生成物に変化し、最初は 2 つの組成が異なります。しかし、反応が進むにつれて、前進反応と後退反応の割合が等しくなるポイントに到達します。化学平衡を表すいくつかの例を次に示します。
1) N2O4 ⇌ 2NO2
2) PCl5 ⇌ PCl3 +PCl2
3) N2 + H2 ⇌ 2NH3
結論
化学反応が起こると、その中に存在する反応物質の濃度に直接影響します。一方で、新たな結合形成によって新たな製品が形成されます。反応が不可能な場合、この状態は化学平衡状態と呼ばれ、生成物の形成が停止します。特定の反応で化学平衡に達する時間は、濃度、温度、圧力、触媒などの複数の要因に直接依存します。この記事が、化学平衡とそれに影響を与える要因についての深い洞察を得るのに役立つことを願っています.
