化学平衡とは、化学反応の時間的な挙動を説明する考え方である。 反応が終わって平衡状態になった反応では、反応物と生成物の化学物質の濃度は変化しない。 平衡反応の例を以下に示します。
平衡反応の例は次の通りです。
上の例では、二重矢印は、この反応が平衡反応であることを示しています。 これは、前進反応と後退反応が起こりうることを意味し、通常はそれぞれの反応におけるエンタルピー変化が小さいことが原因です。 したがって,反応物の化学物質に対する生成物の化学物質の量は一定の値を保つことになり,このような比率を平衡定数(Kc)といいます。
Equilibrium constantEdit
平衡定数とは、生成物の濃度を適当な力に上げたものと、反応物の濃度を適当な力に上げたものとの比である。 上の例では、平衡定数は次のようになります。
K c = k b k f = { S } σ { T } τ { A } 。 α { B } τ { A β {displaystyle K_{c}={\\}{k_{b}}{k_{f}}}={\\}^{sigma }\{T\}^{tau }}{\{A\}^{alpha }\{B\}^{beta }}}}
反応によっては、平衡定数が非常に大きく、紙を燃やすときのように、反応物のほぼすべてが生成物になる場合があります。 他の反応では、平衡定数は非常に小さく、結果として生成物はほとんどできません。 平衡定数が1に近い場合、平衡状態では生成物と反応物の両方が混在していることが予想されます。
化学者が平衡定数について語るとき、K値が大きい反応を有利な反応、K値が小さい反応を不利な反応と呼んでいる。 しかし、これらの用語は、特定の化学反応の価値や有用性を判断するものではないことに注意する必要があります。 例えば、窒素と水素ガスからアンモニアを合成するHaberプロセスは、平衡定数が非常に小さいため、非常に重要な反応であるにもかかわらず、実際には「好ましくない」反応である。
化学平衡の仕組みを理解することは、反応がどのように起こるかを理解する上で重要です。 化学者は、反応によってどれだけの生成物が形成されるかを計算することができます。
Le Chatelier’s principleEdit
Le Chatelier’s principle(ル・シャトリエの原理)の概念は、あるシステムの中で異なる要因を変化させたときに、平衡がどのように変化するかを予測する上で重要です。 例えば、ある反応物・生成物の濃度が変化したとき、系はその変化に対抗して前進反応か後退反応のどちらかを優先させようとするので、ル・シャトリエの原理を用いて平衡の位置がどのように変化するかを予測することができます。この規則の例外は、外部のエネルギー源によって反応が逆方向に起こるように強制される場合であり、例えば電池が充電される場合などがあります。
The Simple English Wiktionaryには、「Equilibrium」の定義があります。