資料紹介

化学平
衡
1.
古典熱力学での平衡定数
物質
A, B, M, N
が次のような化学平衡にあるとする。
a
A +
b
B
⇄
m
M +
n
N
(1)
ここで
a
,
b
,
m
,
n
は化学量論係数である。この反応における平衡定数
K
は次のように定義され
る。
€
K
=
M
[
]
m
N
[
]
n
A
[
]
a
B
[
]
b
(2)
ここで
[X
]
は平衡混合物の中の物質
X
の活量を表す。理想気体の法則に従う場合、
[X]
は分子
種
X
の濃度または圧力と考えてよい。
2.
分子分配関数を用いた平衡定数
(1)
の化学平衡において、
反応物と生成物の化学ポテンシャルの和は等しくなければなら
ない。
€
a
µ
a
e
+
b
µ
b
e
=
m
µ
m
e
+
n
µ
n
e
(3)
ここで
€
µ
i
e
は平衡状態にある分子種
の化学ポテンシャルである。
混合した状態で理想気体とみ
なせる場合、化学ポテンシャル
€
µ
i
e
は単位体積あたりの分子分配関数
€
q
i
°
と平衡にあるときの系
の濃度
€
c
i
e
を用いて次

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化学平衡

1. 古典熱力学での平衡定数
物質 A, B, M, N が次のような化学平衡にあるとする。
aA + bB ⇄ mM + nN

(1)

ここで a, b, m, n は化学量論係数である。この反応における平衡定数 K は次のように定義され
る。
m

n

[M] [N]
K=
a
b
[A] [B]

(2)

ここで[X]は平衡混合物の中の物質 X の活量を表す。理想気体の法則に従う場合、[X]は分子
種 X の濃度または圧力と考えてよい。

€
2. 分子分配関数を用いた平衡定数
(1)の化学平衡において、反応物と生成物の化学ポテンシャルの和は等しくなければなら
ない。

aµae + bµbe = mµme + nµne
ここで µ

(3)

e
i は平衡状態にある分子種の化学ポテンシャルである。混合した状態で理想気体とみ

なせる場合、化学ポテンシャル µie は単位体積あたりの分子分配関数 qi ° と平衡にあるときの系

€

€

の濃度 c ie を用いて次のように表せる。

µie = −kT lnqi ° + kT lnc ie

€

(4...

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