化学平衡その1(化学ポテンシャル、活量)

化学平衡その1(化学ポテンシャル、活量)

 

このページでは、化学平衡、化学ポテンシャル、活量について解説します。

 

化学ポテンシャル

電池の反応を理解する(化学反応を理解する)には、化学平衡について理解する必要があります。

 

そして、ある化学反応において化学的に平衡である時、反応ギブズエネルギーが0となります
(左辺と右辺の標準生成ギブズエネルギーがつりあう)
(ギブズエネルギーはこちらで解説しています)。

 

また、1mol辺りのギブズエネルギーのことを化学ポテンシャルと呼び、下記式で表します。

 

 
 

活量

ここで、活量という言葉について解説します。
 
ギブズエネルギーの解説で示した反応式
 
CO(g)+1/2(O2(g)→CO2(g)

 

において、COとO2のみが存在し各々1mol,1/2molが理想的に反応することは少なく、他に存在する物質を無視するという仮定の下で成り立っています。

 

そこで、実質的な濃度(実際の反応に関わる濃度)を表すために活量という値を使用しています。

 

具体的に実質的な濃度とは、下の通り成分iの粒子数の全体おける割合のことを指します。
粒子数が多いほど、物質の衝突回数が増え、反応が起こりやすくなります。

 

 

 

また、気体や溶液中の溶質など、すべての実験において一旦粒子数を測定することが難しいため、各活量は定義されています。

 

各活量の定義は以下の通りです。

 

化学平衡と化学ポテンシャル

 
上述の内容を元に化学平衡とギブズエネルギー、化学ポテンシャルの関係を下に示します。
 
 

 

この関係式は、平衡定数を導く上で重要な式ですので理解しましょう!

 


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