楽しい高校化学（第３章

－　第３章　物質の変化－第４講　－

３－４　可逆反応と化学平衡
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	化学反応には、反応物質から生成物質への一方通行だけでなく、逆向きにも反応が起こるものがある。そして、このような変化では互いの反応がつりあっているものが多い。ここでは、この「つりあい」が濃度、圧力、温度によってどのような影響をうけるかについて考えてみよう。また、この単元は化学Ⅱに属する内容となる。

１.可逆反応

化学反応において、正反応（右向きの反応）と同時に逆反応（左向きの反応）もおこる反応を可逆反応という。これに対して、一方向しか起こらない反応を不可逆反応という。

・例）　Ｈ₂　＋　Ⅰ₂　

　２ＨⅠ　（→正反応　、←逆反応）

・例）　Ｎ₂　＋　３Ｈ₂　

　２ＮＨ₃　

・例）　ＮＨ₃　＋　Ｈ₂Ｏ　

　ＮＨ₄⁺　＋　ＯＨ^-　

２.化学平衡

可逆反応において、正反応と逆反応の速度を調べてみると！

可逆反応では、ある時間経過すると、正反応の速度と逆反応の速度が等しくなり、見かけ上、反応が停止したような状態に達する。この状態を化学平衡という。

３.質量作用の法則（化学平衡の法則）

化学平衡の状態における、反応物質と生成物質のモル濃度の間には、次のような関係式が成り立つ。

ａＡ　＋　ｂＢ　

　ｃＣ　＋　ｄＤ　　（ａ，ｂ，ｃ，ｄは係数）において

正反応　υ₁＝ｋ₁［Ａ］^a［Ｂ］^b　　　逆反応　υ₂＝ｋ₂［Ｃ］^c［Ｄ］^d

［　　］は平衡時のモル濃度を表す。また、ｋ₁、ｋ₂は温度によって決まる定数

平衡状態は、υ₁＝υ₂であるので、次の式が成り立つ。

［Ｃ］^c［Ｄ］^d ――――――― ［Ａ］^a［Ｂ］^b	＝	ｋ₁ ―― ｋ₂	＝　Ｋ（一定）
Ｋ：平衡定数（温度によって決まる）

また、気体どういしの反応については、ＰＶ＝ｎＲＴより、成分気体の分圧Ｐ〔atm〕とモル濃度ｃ〔mol/l〕との間に、Ｐ＝ｃＲＴの関係がある。
平衡状態での各気体の分圧をＰ_A、Ｐ_B、Ｐ_C、Ｐ_Dとすると、次の式が成り立つ。

Ｋ＝

［Ｃ］^c［Ｄ］^d
―――――――
［Ａ］^a［Ｂ］^b

＝

(Ｐ_C/ＲＴ)^c(Ｐ_D/ＲＴ)^d
――――――――――
(Ｐ_A/ＲＴ)^a(Ｐ_B/ＲＴ)^b

＝

Ｐ_C^c・Ｐ_D^d
――――――
Ｐ_A^a・Ｐ_B^b

(ＲＴ)^(a+b-c-d)

Ｋ_p＝

Ｐ_C^c・Ｐ_D^d
――――――
Ｐ_A^a・Ｐ_B^b

を圧平衡定数という。Ｋ＝Ｋ_p・(ＲＴ)^(a+b-c-d)

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