平衡定数、反応定数

反応には可逆的なものとそうでないものがある。反応物は反応物に変換される。反応によっては、生成物から再び反応物が生成されることもある。このような反応を可逆反応という。不可逆反応では、一度反応物が生成物に変化すると、再び生成物から再生されることはない。反応の生成物を順反応、反応物を逆反応と呼びます。順反応と逆反応の速度が等しいとき、その反応は平衡状態にあると言われます。その結果、反応物や生成物の量は一定期間変化しない。可逆的な反応は常に平衡に向かう傾向があり、平衡状態を維持する。系が平衡状態にあるとき、生成物と反応物の量は必ずしも等しくありません。反応物が生成物より多い場合もあれば、その逆もある。平衡式の唯一の要件は、両者の量が時間とともに一定であることである。

平衡定数とは何ですか？

ある反応について、平衡状態において、生成物の濃度・活性と反応の濃度・活性の比に等しい平衡定数を定義することができる。

K = [生成物]n/[反応物]m；nとmは生成物と反応物の化学量論的係数です。

平衡定数には単位があるものとないものがあります。nとmが等しい場合、濃度の単位はすべてキャンセルされ、Kは単位を持たない。nとmが異なる場合、和によってKは1つのユニットのままとなる。平衡定数とは、一定温度における定数である。平衡定数は、媒体中の反応物や生成物の量に関係なく、一定温度で同じ値を持つ。触媒や圧力の変化にも影響されない。平衡定数にはいくつかの種類があり得る。例えば、弱酸を水に溶かすと平衡が成立し、その平衡定数は酸解離定数とも呼ばれる。また、固体種は式に含まれないため、生成物や反応物の物理的状態も平衡定数に影響を与える。

リアクターとは？

反応商は、ある時点における反応生成物と反応物の比率です。Qとも表現され、平衡定数と同じように計算されますが、平衡に達した反応では使う必要がありません。計算された反応量が平衡定数の値より大きければ、反応は反対方向に進むことになります。逆に、反応商が平衡定数より小さいときは、反応物が進行することになる。従って、反応商は反応の方向を決定する重要な要素である。