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反応の平衡定数はどのように決定されますか?

反応の平衡定数(k)は、平衡時に反応物に対する生成物の比率によって決定されます。それは、反応が完了に進む程度を教えてくれます。これがどのように決定されるかです:

1。均衡の理解:

* 平衡 は、前方反応と逆反応の速度が等しく、反応物と生成物の濃度の正味の変化がゼロである状態です。

*平衡状態では、システムは動的バランスの状態にあり、前方反応と逆反応の両方が継続しますが、同等の速度で継続されます。

2。平衡定数(k):

一般的な可逆反応の場合: aa +bb⇌Cc + dd

* 平衡定数(k)は次のように定義されています

k =([c]^c * [d]^d) /([a]^a * [b]^b)

* どこ:

* [a]、[b]、[c]、および[d]は、反応物と生成物の平衡濃度です。

* A、B、C、およびDは、バランスの取れた化学式からの化学量論係数です。

3。 Kの決定:

* 実験的:

* すべての反応物と生成物の平衡濃度を測定します。 これは、分光光度測定、滴定、クロマトグラフィーなどのさまざまな分析手法を使用して実行できます。

* 測定された濃度を平衡定数発現に置き換えます。

* 熱力学的データから:

* 反応のギブス自由エネルギーの変化(Δg°)を使用する:

*Δg°=-rtlnk

* どこ:

* rは理想的なガス定数です

* tはケルビンの温度です

* 上記の方程式を使用してKを計算します。

4。 Kの解釈:

* k> 1: 製品は平衡状態で好まれており、反応は主に完成に進みます。

* k <1: 反応物は平衡状態で好まれ、反応は完了にあまり進むことはありません。

* k =1: 反応は、等量の反応物と生成物を伴う平衡状態です。

重要なポイント:

* 温度依存性: 平衡定数は温度依存です。温度の変化は、平衡位置をシフトし、Kの値を変化させます。

* 単位: 平衡定数は無次元の量であり、ユニットがないことを意味します。

* 不均一平衡: 固体および/または液体を含む反応の場合、平衡定数発現には、濃度が比較的一定のままであるため、固体または純粋な液体の濃度は含まれません。

平衡の概念と平衡定数を理解することにより、化学、生化学、化学工学などのさまざまな分野で重要な反応の方向と程度を予測できます。

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