物理化学

化学平衡

化学平衡は正反応と逆反応の速度が等しい動的状態で、平衡定数 K は組成と温度を結び付けます。

aA+bB ⇌ cC+dD では、反応商 Q は Kc と同じ形ですが瞬間濃度を使います。平衡時は Q=Kc で、気体の分圧から Kp を定義できます。

モデルと物理量

式は状態・実験条件・符号規約の仮定とともに読みます。代入時は単位をそろえ、結果を解釈する前に次元を確認します。

K_c = \frac{[C]^c[D]^d}{[A]^a[B]^b}, \qquad \Delta G^\circ=-RT\ln K

定義: 平衡定数

K は平衡時の活量商です。純固体・純液体の活量は通常1なので式から除きます。K が変わるのは温度が変わる場合だけです。

式中の量は対象の反応・系について定義します。標準状態量と実条件を区別し、一般式だけから機構を推定しないでください。

例: 解答例

平衡時、A ⇌ B で [A]=0.20 M、[B]=0.80 M です。1:1反応の Kc を求めなさい。

解答

Kc=[B]/[A]=0.80/0.20=4.0 です。この平衡組成では生成物側が優勢です。

$\Delta G^\circ$ の符号は K の大小を示し、K>1 なら $\Delta G^\circ<0$ です。標準状態の量であり、任意の初期混合物が正方向へ進むことを意味しません。実際の方向は $\Delta G=RT\ln(Q/K)$ で判断します。

解答例のデータから得られる結果はどれですか。

この内容に合う記述はどれですか。