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温度は反応のkeqにどのように影響しますか?

反応のkeqに対する温度の影響は、熱力学の原理とギブス自由エネルギーの概念を使用して理解できます。反応のkeqは平衡定数であり、平衡状態での生成物と反応物の濃度の比です。これは、反応が前方方向に進行する程度の尺度です。

反応のギブス自由エネルギー(g)は、一定温度と圧力でシステムから得られる最大量の作業量を測定する熱力学的ポテンシャルです。反応のギブス自由エネルギー(ΔG)の変化は、方程式によって与えられます。

Δg=Δh -tδs

ここで、ΔHはエンタルピーの変化であり、tはケルビンの温度であり、ΔSはエントロピーの変化です。

反応のkeqは、方程式によるギブス自由エネルギーの変化に関連しています。

keq =e^(-Δg/rt)

ここで、Rは理想的なガス定数です。

上記の方程式から、反応が発熱(ΔHが負)である場合、温度が上昇すると反応のkeqが増加し、反応が吸熱(ΔHが陽性である場合)が増加するにつれて減少することがわかります。これは、発熱反応が周囲に熱を放出し、システムのエントロピーを増加させ、反応をより有利にするためです。逆に、吸熱反応は周囲からの熱を吸収し、システムのエントロピーを減少させ、反応の好ましくならないようにします。

要約すると、温度は、反応のギブス自由エネルギーの変化を変えることにより、反応のkeqに影響を与えます。発熱反応の場合、KEQは温度の上昇とともに増加しますが、吸熱反応の場合、KEQは温度の上昇とともに減少します。

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